[發明專利]生產聚(甲基)丙烯酰亞胺材料的方法

在審

• 申請號: 201980074814.0
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN113015762A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: D·布蘭德斯泰特;T·施羅夫納;M-L·費希爾;C·西奧博爾德
• 申請（專利權）人: 慕貝爾碳纖維技術有限公司
• 主分類號: C08J9/16
• 分類號: C08J9/16;C08J9/22;C08J9/232
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 宋珂;龐東成

本文公開了一種生產聚(甲基)丙烯酰亞胺材料的方法。其中，將(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯腈的粒狀共聚物在單個步驟中通過熱處理進行預發泡和酰亞胺化，從而提供聚(甲基)丙烯酰亞胺顆粒。

技術領域

本發明涉及發泡成型的剛性硬質材料領域，特別是生產聚(甲基)丙烯酰亞胺材料的方法。

背景技術

聚(甲基)丙烯酰亞胺(PMI)是用作生產聚(甲基)丙烯酰亞胺硬質泡沫的前體的聚酰亞胺。由于它們的高穩定性和較低的總重量，這些泡沫在飛機和汽車制造以及相關技術中尤為突出。

通常，聚(甲基)丙烯酰亞胺由聚(甲基)丙烯酸酯和合適的胺(如甲胺)制成，或通過對(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯腈共聚物進行熱處理而制成。在任何情況下，隨后將PMI聚合物塊研磨以提供PMI顆粒，然后將其發泡成型以生產所需的PMI硬質泡沫。在某些程序中，將PMI顆粒在發泡成型之前進行預發泡。此后，通常在壓制工具中處理由此獲得的PMI材料或PMI芯，以提供期望的復合組件。

發明內容

現有技術中已知的PMI材料的生產方法具有各種缺點。為了避免處理揮發性和危險的低分子量胺，生產聚(甲基)丙烯酰亞胺聚合物或聚合物塊的選擇方法是(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯腈的共聚以及隨后的熱處理，從而在相應的酰亞胺形成下使腈和羧基官能團環化。當前，該方法分為兩個步驟進行。即，在第一步中，生成共聚物，并且在第二步中，對固體聚合物塊進行熱處理。各個共聚物塊的熱處理通常很麻煩并且需要特殊的設備。例如，將共聚物塊夾在兩個特殊的玻璃板之間，這些玻璃板必須在側面密封。然后通過圍繞密封板的水浴來提供溫度。通常，很難在共聚物內獲得均勻的熱分布。因此，該方法不僅因為需要特殊的酰亞胺化設備而更加昂貴，而且由于聚合物塊內不均勻的熱分布而使得酰亞胺化過程本身緩慢。

此外，為了產生PMI泡沫，至少需要四個工藝步驟，所有這些步驟都需要不同的工具和設備：(1)共聚物形成，(2)酰亞胺化，(3)研磨，和(4)發泡成型。

當前采用的技術的另一個缺點是，PMI顆粒的發泡成型相當困難。特別是，當將發泡成型的PMI材料從成形工具上移除時，包括諸如小邊緣、通道、凹槽等復雜幾何形狀的零件通常會制動。另外，所獲得的PMI泡沫材料的表面通常是結構化的或包含孔，已發現所述孔對任何相應的復合材料的表面質量顯示出有害的影響。

因此，盡管具有有益的性質，但PMI泡沫仍沒有像其他硬質泡沫(如聚氯乙烯或聚氨酯)那樣突出地使用。造成這種情況的原因尤其包括高昂的成本以及與其生產相關的困難。

因此，本發明的總體目的是改進用于生產聚(甲基)丙烯酰亞胺材料的工藝的現有技術，從而優選地完全或部分地避免現有技術的缺點。

在有利的實施方式中，提供了一種用于生產PMI材料的具有成本效益的方法。在其他有利的實施方式中，該方法減少或最小化了生產PMI材料、PMI發泡成型的組件和/或PMI泡沫所需的步驟數量。

在另外的有利實施方式中，用于生產PMI材料的方法產生PMI泡沫或PMI發泡成型的組件，其具有至少減少的孔數，或至少具有減小的孔徑或具有基本平坦的表面的孔。

總體目的是通過獨立權利要求的主題總體上實現的。由從屬權利要求和說明書中得出其他有利的和示例性實施方式。