一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三聚氰胺泡沫，屬高分子有機(jī)軟質(zhì)泡沫產(chǎn)品，作為一種低密度、阻燃、吸音的化工新材料，在民用、工業(yè)、建筑、交通、航空、軍事、日用、電子信息等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，特別適合在有阻燃、高溫、低頻噪音吸收要求的環(huán)境條件下使用，成為21世紀(jì)具有巨大發(fā)展前景的新型環(huán)保材料。但是三聚氰胺泡沫是一種脆性的泡沫材料，其韌性和抗彎強(qiáng)度較差，在實(shí)際應(yīng)用中易因外力作用而發(fā)生脆裂，使用過(guò)程中也易因重壓或外力施壓的不平衡而造成翹曲，給施工帶來(lái)困難和隱患。
[0003]公布號(hào)為CN103210026 A的中國(guó)專利，申請(qǐng)公開了具有無(wú)機(jī)填料的三聚氰胺樹脂泡沫材料，發(fā)明的三聚氰胺一甲醛泡沫包括泡沫的開孔構(gòu)架，構(gòu)架包括多個(gè)相互連接的三維分叉支撐物，并且在每個(gè)支撐物中均有粒狀填料嵌入孔結(jié)構(gòu)中。粒度優(yōu)選對(duì)應(yīng)于泡沫結(jié)構(gòu)的平均孔徑，平均孔徑優(yōu)選為10至ΙΟΟΟμπι，更特別是50至500μπι。粒狀填料能夠非常好地結(jié)合于開孔泡沫的孔結(jié)構(gòu)中，并且由孔構(gòu)架的所有面固定。選擇粒狀填料的粒度以使得該粒度小于泡沫的孔徑，從而確保在整個(gè)泡沫中進(jìn)行分布。
[0004]公布號(hào)為CN103391964 A的中國(guó)專利，申請(qǐng)公開了具有微粒填料的三聚氰胺樹脂泡沫，糾正機(jī)械性能和阻燃性能無(wú)法兼顧的缺點(diǎn)，并且提供填充的三聚氰胺樹脂泡沫，其基本上保持未填充的泡沫的優(yōu)良的機(jī)械性能。
[0005]上述發(fā)明專利通過(guò)填料改性，增強(qiáng)了泡沫的強(qiáng)度，但有些工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，或是難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，極大的限制了其應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)化工藝，采用雙酚A改性，改善了材料的脆性、提高韌性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明采用雙酚A改性三聚氰胺樹脂，增加了泡沫體剛性，耐高溫性能增加，再加上玻璃纖維和空心玻璃球合理的配比，在保證良好分散性和加工性能的同時(shí)，還改善了材料的脆性、提高韌性，此外，比同等實(shí)心無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)泡沫質(zhì)量降低了 3?10%。
[0007]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是:一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的組分:數(shù)均分子質(zhì)量為12000?17000、粘度為5000?10400mPa.s的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物60?90份，非離子表面活性劑2?8份，發(fā)泡劑25?36份，固化劑0.2?5份，去離子水8?50份，還包括有平均直徑0.3?2.5μπι、長(zhǎng)度ΙΟΟμπι?800μπι玻璃纖維0.1?6份或者平均直徑5?2(^111的空心玻璃微球0.5?2份。
[0008]所述的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中的三聚氰胺、雙酚A和甲醛的摩爾比為1: (0.01?0.2): (I?3)，所述非離子表面活性劑相對(duì)分子質(zhì)量為30?200的環(huán)氧乙烷，所述發(fā)泡劑為異丁烷或戊烷中的一種或者兩者的混合，所述固化劑為乙酸、鹽酸、硫酸和對(duì)甲基苯磺酸中的一種。
[0009]一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下:
[0010](I)將玻璃纖維、空心玻璃微球分散在pH為9?11的甲醛水溶液中，攪拌，待纖維和微球分散均勻后加入三聚氰胺，于70?90°C下反應(yīng)45?220min，冷卻，即得玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物；
[0011 ] (2)將雙酚A加入玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中在60?100 °C下反應(yīng)30?70min，然后冷卻至45°C，保溫20min，得到雙酸A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物；
[0012](3)將表面活性劑，發(fā)泡劑和固化劑加入雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物，攪拌均勻制成發(fā)泡液，控制發(fā)泡液粘度為1000?1550mPa.s；
[0013](4)通過(guò)微波輻射裝置形成55?80°C環(huán)境溫度加熱和發(fā)泡該發(fā)泡液5?lOmin，然后通過(guò)微波輻射裝置在溫度為80?150°C，固化5?36min;
[0014](5)用熱空氣 150?250°C，熟化 15?36min。
[0015]本發(fā)明所具有的有益效果是:①耐高溫性能優(yōu)異，采用雙酚A改性三聚氰胺樹脂，增加了泡沫體剛性，耐高溫性能增加;②輕質(zhì)，玻璃纖維和空心玻璃球合理的配比，在保證良好分散性和加工性能的同時(shí)，還改善了材料的脆性，比同等實(shí)心無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)泡沫質(zhì)量降低了 3?10 % ;③作為氣凝膠等載體時(shí)，其抗壓強(qiáng)度大大提高了。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定。
[0017]實(shí)施例1
[0018]一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的組分:數(shù)均分子質(zhì)量為12000、粘度為5000mPa.s的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物60份，非離子表面活性劑2份，發(fā)泡劑25份，固化劑0.2份，去離子水8份，還包括有平均直徑0.3μπι、長(zhǎng)度ΙΟΟμm玻璃纖維0.1份或者平均直徑5μπι的空心玻璃微球0.5份
[0019]所述的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中的三聚氰胺、雙酚A和甲醛的摩爾比為1:0.01:1，所述非離子表面活性劑相對(duì)分子質(zhì)量為30的環(huán)氧乙烷，所述發(fā)泡劑為異丁烷，所述固化劑為乙酸。
[0020]一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下:
[0021 ] (I)將玻璃纖維、空心玻璃微球分散在pH為9的甲醛水溶液中，攪拌，待纖維和微球分散均勻后加入三聚氰胺，于70°C下反應(yīng)45min，冷卻，即得玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物；
[0022](2)將雙酸A加入玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中在60°C下反應(yīng)30min，然后冷卻至45°C，保溫20min，得到雙酸A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物；
[0023](3)將表面活性劑，發(fā)泡劑和固化劑加入雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物，攪拌均勻制成發(fā)泡液，控制發(fā)泡液粘度為100mPa.s；
[0024](4)通過(guò)微波輻射裝置形成55°C環(huán)境溫度加熱和發(fā)泡該發(fā)泡液5min，然后通過(guò)微波輻射裝置在溫度為80 °C，固化5min;
[0025](5)用熱空氣 150。(:，熟化151^11。
[0026]該發(fā)明制備的三聚氰胺甲醛泡沫耐高溫性能優(yōu)異，玻璃纖維和空心玻璃球合理的配比，在保證良好分散性和加工性能的同時(shí)，還改善了材料的脆性，作為氣凝膠等載體時(shí)，其抗壓強(qiáng)度也大大提高了。
[0027]實(shí)施例2
[0028]一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的組分:數(shù)均分子質(zhì)量為17000、粘度為10400mPa.s的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物90份，非離子表面活性劑8份，發(fā)泡劑36份，固化劑5份，去離子水8?50份，還包括有平均直徑2.5μπι、長(zhǎng)度800μπι玻璃纖維6份或者平均直徑20μπι的空心玻璃微球2份
[0029]所述的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中的三聚氰胺、雙酚A和甲醛的摩爾比為1: 0.2:3，所述非離子表面活性劑相對(duì)分子質(zhì)量為200的環(huán)氧乙烷，所述發(fā)泡劑為戊烷，所述固化劑為對(duì)甲基苯磺酸。
[0030]一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下:
[0031 ] (I)將玻璃纖維、空心玻璃微球分散在pH為11的甲醛水溶液中，攪拌，待纖維和微球分散均勻后加入三聚氰胺，于900C下反應(yīng)220min，冷卻，即得玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物；
[0032](2)將雙酚A加入玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中在100°C下反應(yīng)70min，然后冷卻至45°C，保溫20min，得到雙酸A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物；
[0033](3)將表面活性劑，發(fā)泡劑和固化劑加入雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物，攪拌均勻制成發(fā)泡液，控制發(fā)泡液粘度為1550mPa.s；
[0034](4)通過(guò)微波輻射裝置形成80°C環(huán)境溫度加熱和發(fā)泡該發(fā)泡液lOmin，然后通過(guò)微波輻射裝置在溫度為150°C，固化36min;
[0035](5)用熱空氣 250。(:，熟化361^11。
[0036]該發(fā)明制備的三聚氰胺甲醛泡沫耐高溫性能優(yōu)異，玻璃纖維和空心玻璃球合理的配比，在保證良好分散性和加工性能的同時(shí)，還改善了材料的脆性，作為氣凝膠等載體時(shí)，其抗壓強(qiáng)度也大大提高了。
[0037]上述僅為本發(fā)明的兩個(gè)【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何形式的簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的組分:數(shù)均分子質(zhì)量為12000?17000、粘度為5000?10400mPa.s的雙酸A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物60?90份，非離子表面活性劑2?8份，發(fā)泡劑25?36份，固化劑0.2?5份，去離子水8?50份，還包括有平均直徑0.3?2.5μπι、長(zhǎng)度ΙΟΟμπι?800μπι玻璃纖維0.1?6份或者平均直徑5?20μm的空心玻璃微球0.5?2份;所述的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中的三聚氰胺、雙酚A和甲醛的摩爾比為1:(0.01?0.2): (I?3)，所述的非離子表面活性劑相對(duì)分子質(zhì)量為30?200的環(huán)氧乙烷，所述的發(fā)泡劑為異丁烷或戊烷中的一種或者兩者的混合，所述固化劑為乙酸、鹽酸、硫酸和對(duì)甲基苯磺酸中的一種。2.—種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下: (1)將玻璃纖維、空心玻璃微球分散在PH為9?11的甲醛水溶液中，攪拌，待纖維和微球分散均勻后加入三聚氰胺，于70?90°C下反應(yīng)45?220min，冷卻，即得玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物； (2)將雙酚A加入玻璃纖維、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物中在60?100°C下反應(yīng)30?70min，然后冷卻至45°C，保溫20min，得到雙酸A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物； (3)將表面活性劑，發(fā)泡劑和固化劑加入雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物，攪拌均勻制成發(fā)泡液，控制發(fā)泡液粘度為1000?1550mPa.s； (4)通過(guò)微波福射裝置形成55?80°C環(huán)境溫度加熱和發(fā)泡該發(fā)泡液5?1min，然后通過(guò)微波輻射裝置在溫度為80?150°C，固化5?36min; (5)用熱空氣150?250°C，熟化15?36min。
【專利摘要】一種改性耐高溫三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的組分：數(shù)均分子質(zhì)量為12000～17000、粘度為5000～10400mPa·s的雙酚A改性的三聚氰胺甲醛預(yù)縮合物60～90份，非離子表面活性2～8份，發(fā)泡劑25～36份，固化劑0.2～5份，去離子水8～50份，還包括有平均直徑0.3～2.5μm、長(zhǎng)度100μm～800μm玻璃纖維0.1～6份或者平均直徑5～20μm的空心玻璃微球0.5～2份。該泡沫的優(yōu)點(diǎn)是①耐高溫性能優(yōu)異，采用雙酚A改性三聚氰胺樹脂，增加了泡沫體剛性，耐高溫性能增加；②輕質(zhì)，玻璃纖維和空心玻璃球合理的配比，在保證良好分散性和加工性能的同時(shí)，還改善了材料的脆性，比同等實(shí)心無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)泡沫質(zhì)量降低了3～10％；③作為氣凝膠等載體時(shí)，其抗壓強(qiáng)度大大提高。
【IPC分類】C08K13/04, C08L61/32, C08G12/32, C08J9/14, C08K7/28, C08K7/14, C08G12/40
【公開號(hào)】CN105566848
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610071015
【發(fā)明人】陳照峰, 王偉偉
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日