專利名稱：一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泡沫材料及其制備方法，具體涉及一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫材料是所有高分子泡沫中比強度最高的泡沫材料，其卓越的綜合性能表現(xiàn)在泡沫表面平整、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能無方向性、可機械加工、耐有機溶劑和與各種樹脂系統(tǒng)兼容性好；高比強度、高熱變形溫度(180 200°C)和優(yōu)異的抗壓縮蠕變性能，PMI泡沫的高比壓縮強度使其能承受180 200°C的復(fù)合材料樹脂固化工藝對泡沫的尺寸穩(wěn)定性要求。聚甲基丙烯酰亞胺(P MI)泡沫材料以其卓越的綜合性能，是制造輕質(zhì)高強復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)理想的芯材，在大型客機和運輸機、戰(zhàn)斗機、直升機、高速列車、風(fēng)力發(fā)電機葉片、衛(wèi)星和運載火箭及運動和醫(yī)療器材等方面獲得了大量的應(yīng)用。專利CN101857656A、CN102051012A、CN101289565A、CN102675795A、CN102675796A、CN102020821A以(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯腈為主要單體，制備聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料，制備方法包括三步
第一步低溫靜止預(yù)聚合以(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯腈為主要單體，同時添加發(fā)泡劑等混合均勻，在35 50°C靜止放置10 100h，得到預(yù)聚物；
第二步較高溫度再聚合由第一步得到的預(yù)聚物升溫到50 115°C再聚合得到透明塊體；
第三步高溫發(fā)泡得到聚甲基丙烯酰亞胺泡沫塑料。上述專利都是以(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯腈為主要單體，這兩類單體在低溫預(yù)聚溫度下都是液體，相容性較好，但在長時間(10 IOOh)低溫靜止預(yù)聚合過程中，特別是一些固體添加劑如引發(fā)劑、發(fā)泡劑等在重力作用下會發(fā)生沉降現(xiàn)象，導(dǎo)致整個反應(yīng)體系中原料的分布不均勻，最終得到的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的力學(xué)性能偏低。隨著民航飛機、鐵路機車、船舶、風(fēng)力發(fā)電葉片、體育用品等民用領(lǐng)域?qū)奂谆啺放菽牧闲枨蟮脑黾樱瑸榱藵M足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，不斷改進(jìn)現(xiàn)有的制備方法，制備性能更加優(yōu)異的聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及品種必將引起人們極大的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及其制備方法。采用丙烯酸酯類單體和丙烯酰胺類單體為主單體，混料后通過高溫攪拌預(yù)聚合和低溫再聚合制備透明塊體，然后高溫發(fā)泡制得均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一、一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料，由如下重量份的原料制成的
丙烯酸酯類單體 30 80份；
丙烯酰胺類單體 20 70份；聚合引發(fā)劑0.1 3份；
發(fā)泡劑5 20份；
成核劑0. 5 5份；
聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的特征為分子鏈具有如下重復(fù)單元
權(quán)利要求
1.一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料，其特征在于由如下重量份的原料制成的 丙烯酸酯類單體 30 80份； 丙烯酰胺類單體 20 70份； 聚合引發(fā)劑O.1 3份； 發(fā)泡劑5 20份； 成核劑O. 5 5份。
2.一種制造權(quán)利要求1所述的一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于該方法的步驟如下 (1)配料將丙烯酸酯類單體30 80份；丙烯酰胺類單體20 70份；聚合引發(fā)劑O.1 3份；發(fā)泡劑5 20份；成核劑O. 5 5份，按重量份混合，通過電動攪拌、磁力攪拌、超聲攪拌或搖床攪拌在常溫下攪拌10 30min,得到均勻的混合液體； (2)高溫攪拌預(yù)聚合將所述的均勻的混合液體在80 130°C電動攪拌、磁力攪拌、超聲攪拌或搖床攪拌反應(yīng)5 60min,得到預(yù)聚液體； (3)低溫再聚合將所述的預(yù)聚液體注入模具內(nèi)，常溫放置I 30min，然后置于30 60°C水浴中，保留70 100h，取出得到透明塊體； (4)高溫發(fā)泡將所述的透明塊體放入模具中，將模具溫度維持在150 240°C，同時給模具施加壓力O lOMPa，保留O. 5 7h后冷卻至常溫，取出得到均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲酯丙烯酸丁酯中的任意一種或以任意比例的兩者混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于所述的丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的任意一種或以任意比例的兩者混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于所述的聚合引發(fā)劑為過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二碳酸異丙酯、過氧化特戊酸特丁酯、過氧化十二酰、過硫酸鉀、過硫酸銨、硫代硫酸鈉、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的任意一種或任意兩種及以上的任意比例的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑為化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑兩個部分以任意比例組成的混合物 (1)化學(xué)發(fā)泡劑碳酰胺、甲酰胺中的任意一種或以任意比例組成的兩者的混合物； (2)物理發(fā)泡劑含有2 8個碳原子的脂肪族醇中的任意一種或任意幾種以任意比例的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于所述的成核劑為氧化鎂、氧化鈣、氧化鋅、氧化銅中的任意一種或任意兩種及以上的任意比例的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料及其制備方法。將丙烯酸酯類單體；丙烯酰胺類單體；聚合引發(fā)劑；發(fā)泡劑；成核劑，按重量份比例混合，經(jīng)過高溫攪拌預(yù)聚合和低溫再聚合得到透明塊體，然后高溫發(fā)泡得到均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料。本發(fā)明解決了制備過程中單體嚴(yán)重分層導(dǎo)致反應(yīng)體系不均勻的問題，得到的均質(zhì)聚甲基丙烯酰亞胺泡沫材料性能優(yōu)異，可直接用于運載火箭、船舶、風(fēng)機葉片、鐵路機車、體育用品等領(lǐng)域。
文檔編號C08K3/22GK103012670SQ201210560479
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者唐紅艷, 饒小波, 陳其政 申請人:浙江理工大學(xué)