[發明專利]一種含蜂窩芯格結構的聚酰亞胺復合泡沫及其制備方法

有效

• 申請號: 202111250318.1
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113977841B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 孫高輝;張珺赫;張浩;馮程程;周瑜;韓世輝;陳蓉蓉;王君
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學;黑龍江省生態環境監測中心
• 主分類號: B29C44/08
• 分類號: B29C44/08;C08J9/36;C08J9/02;C08G73/10;C08L79/08
• 代理公司: 廈門納益維知專利代理事務所(普通合伙) 35273
• 代理人: 陳劍聰

本發明公開了一種含蜂窩芯格結構的聚酰亞胺復合泡沫及其制備方法，制備方法包括以下步驟：S1.發泡料漿的用量計算；按照含蜂窩芯格結構的聚酰亞胺復合泡沫整體表觀密度及制備聚酰亞胺泡沫蜂窩芯格的模具規格，設計聚酰亞胺泡沫蜂窩芯格的密度較高，含蜂窩芯格結構的聚酰亞胺復合泡沫整體表觀密度較低，計算發泡料漿總用量以及用于制備聚酰亞胺泡沫蜂窩芯格的發泡料漿用量，二者之差為用于填充蜂窩芯格芯格的發泡料漿用量；S2.發泡料漿的配制；S3.結合S1?S2制備聚酰亞胺泡沫蜂窩芯格；S4.結合S1?S3制備含蜂窩芯格結構的聚酰亞胺復合泡沫。本發明實現了提高阻燃性能、安全性、力學性能、簡化生產工藝和降低生產成本的效果。

技術領域

本發明涉及阻燃材料技術領域，特別涉及一種含蜂窩芯格結構的聚酰亞胺復合泡沫及其制備方法。

背景技術

一步法聚酰亞胺泡沫是一種以酸酐及異氰酸酯為原材料制備的聚酰亞胺泡沫。由于其酰亞胺環結構和多孔結構，一步法聚酰亞胺泡沫具有吸聲、隔熱、耐輻射、耐高低溫、耐酸堿性等多種突出的理化性能，同時與其他類型聚酰亞胺泡沫相比，其生產工藝相對簡單、成品率更高且價格更為低廉，因此被廣泛應用于航空航天、汽車、高速列車、微電子等高端領域。

進一步地，在對隔熱吸聲泡沫材料阻燃性及使用安全性要求并不嚴苛，而完全酰亞胺化的一步法聚酰亞胺泡沫價格過高無法大量應用于建筑、儲藏等普通技術領域，一步法聚酰亞胺泡沫由于其配方可調節性及可設計性極強，表現出獨特的技術優勢。其核心在于，一步法聚酰亞胺泡沫配方及發泡成型制備技術可以通過減少占原材料成本比重較高的酸酐或其衍生物用量的方式，實現酸酐或其衍生物與異氰酸酯用量比例的降低、材料酰亞胺化程度的降低，最終在保證材料生產成本、阻燃性及使用安全性線性下降的同時，仍然能夠保證泡沫體的發泡成型，得到隔熱吸聲效果良好的泡沫體。因此，一步法聚酰亞胺泡沫的該項制備技術優勢，有利于不同領域用特定防火等級的一步法聚酰亞胺泡沫制備及生產，在保證材料防火等級不嚴重過剩的同時，最終產品價格相比于完全亞胺化的一步法聚酰亞胺泡沫得到有效降低，實現了一步法聚酰亞胺泡沫材料產能及應用領域的大幅度提升。

為進一步提高系列化一步法聚酰亞胺泡沫材料與其他聚合物基隔熱吸聲泡沫材料的市場競爭能力，探索在不改變系列化一步法聚酰亞胺泡沫材料制備配方中酸酐或其衍生物用量、酰亞胺化程度條件下，進一步提高其阻燃性及使用安全性乃至機械性能的新路徑，已成為系列化一步法聚酰亞胺泡沫材料發展的主要方向。基于這些新路徑的探索發現，可反推進行已滿足特定防火等級要求的一步法聚酰亞胺泡沫材料制備配方的進一步調節即酸酐或其衍生物用量的進一步降低，以實現材料成本的進一步降低。

與此同時，一步法聚酰亞胺泡沫作為輕質功能材料，其在較低密度下表現出易撕裂、易斷裂、強度不高等問題，而目前針對一步法聚酰亞胺泡沫機械性能的提升往往采用模壓提升密度等方式來解決，但是卻會造成原材料用量及制造成本的急劇增加。

目前，國內外科研工作者及相關單位主要通過添加各種阻燃劑的方式來進一步提高一步法聚酰亞胺泡沫的阻燃性及使用安全性。

在中國專利文獻CN107286343A公開的“一種無鹵復合阻燃聚酰亞胺泡沫材料及其制備方法”中，發明人通過添加石墨類材料和磷系阻燃劑在密封球磨鋼罐中高速球磨而制備出石墨烯磷酸或磷酸化石墨阻燃材料來提高一步法聚酰亞胺泡沫的阻燃性。

在中國專利文獻CN104497255A公開的“一步法制備高阻燃性低密度聚酰亞胺泡沫的方法”中，發明人通過同時添加水滑石和液體阻燃劑，顯著提高了一步法聚酰亞胺泡沫的阻燃性。

在中國專利文獻CN110922627A公開的“一種低成本阻燃聚酰亞胺絕熱泡沫及其制備方法和用途”中，發明人通過添加自主合成的反應型磷系阻燃劑提升了材料的阻燃性。