聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的一种制备方法
【专利摘要】聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的一种制备方法，涉及化学合成【技术领域】，本发明通过向聚合体系中加入缓聚剂、阻聚剂及稳定剂等合适的添加剂，并使用不同引发效率的引发剂能够有效地控制其聚合反应速度，而由于丙烯腈的反应速度较大，所以缓聚剂、阻聚剂及稳定剂的加入对丙烯腈的影响就更大，由此能够有效的控制了聚合反应速度进而控制了其产生的反应热，从而能够得到厚度大于100mm的PMI泡沫。再通过发泡，可得到性能优异、结构稳定的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫。
【专利说明】聚甲基丙烯酰亚胺泡沬的一种制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学合成【技术领域】，特别是聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的生产工艺。
【背景技术】
[0002]聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫是一种轻质、具有100%闭孔结构的硬质泡沫，而泡沫闭孔率越高，其力学强度和模量也越高，因此，PMI泡沫其他硬质泡沫具有突出的结构稳定性和无法比拟的强度和模量、抗蠕变性、耐高温及耐环境性能。耐温性可达到240°C，是目前耐高温性能最好的刚性结构泡沫。PMI泡沫塑料最早由德国罗姆公司于1972年开发研制出来，经过30多年的发展，已经开发出一系列具有不同规格型号的产品，以商品名R0HACELL出售。R0HACELL的PMI泡沫凭借其优异的性能被广泛的应用在电子，运载火箭，航空，铁路机车，船舶以及天线，雷达天线罩，体育器材、医疗器械等领域。例如R0HACELLWF(耐热变型)被用作飞机和航天飞机中夹芯结构的芯层材料，可一次固化成型。结构件采用的固化方法有:压力罐，真空袋，RTM, VARTM，模压或其他工艺。ROHACELL WF是波音运载火箭Delta II，Il和IV中所有的有效载荷组合器，级间仓，中间体，防热罩和鼻锥等整流罩选用的夹芯材料。目前国内还没有商品化的PMI泡沫，但是对PMI泡沫塑料的需求越来越大，ROHACELL泡沫长期在国内的泡沫市场尤其是军用领域中处于垄断地位，特殊领域所的PMI泡沫基本依赖从ROHACELL进口，且采购周期长，难以进行有效的控制，更为重要的是，当国际形势变化时容易受制于人，难以保障武器装备等先进产品制造的材料供应链。因此，PMI泡沫国产化还具有重要的战略意义。
[0003]目前国内也有部 分高校、科研院所及有关企业进行PMI泡沫的研究工作，主要路线如下:
一、以甲基丙烯腈和甲基丙烯酸为主要单体的生产路线
目前国内厚度达到IOOmm以上的聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫都是采用甲基丙烯酸与甲基丙烯腈作为主要单体制备而得，且性能无法与ROHACELL相当。具体步骤如下:
1.共聚板的制备
以甲基丙烯酸与丙烯腈作为主要单体，通过引发剂在一定的温度下产生自由基，并加入必要的添加剂，搅拌均匀后注入用密封胶条夹在两块平行玻璃板之间形成的模腔内。放入40~60°C的水浴中反应72~100h，直至聚合成透明略带点黄的MAN / MAA共聚板，接着将制得的MAN / MAA共聚板在80~120°C的烘箱中继续聚合10~12h，最终得到可发泡的MAN / MAA共聚板。
[0004]聚合反应如下:
【权利要求】
1.聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的一种制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)制备AN/ MAA共聚板:将单体、引发剂、发泡剂、交联剂、阻聚剂、缓聚剂和成核剂混合均匀后注入用密封胶条和两块平行玻璃板形成的模腔的模具内，然后将模具浸入42°C的水浴中进行聚合反应，待聚合反应结束后将水浴温度降低至34°C放置进行固化，待固化结束后再将水浴温度温至70°C并保持28h后取出，再将置于在90°C的烘箱中继续保温聚合8h，取得AN / MAA共聚板； 所述单体由甲基丙烯酸、丙烯腈和甲基丙烯腈组成； 所述引发剂由偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈组成； 所述发泡剂由正丁醇、异戊醇和甲酰胺组成； 所述交联剂由甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸镁和甲基丙烯酰胺组成； 所述阻聚剂为对苯二酚； 所述缓聚剂为α-甲基苯乙烯； 所述成核剂为气相二氧化娃和尿素； 2)发泡/MAA共聚板置于130°C的发泡烘箱中预热至整个共聚板气泡核形成并膨胀后，再将发泡烘箱的温度升至200°C，待膨胀完全并固化成型后取出。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述密封胶条的厚度为20~40mm。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于所述甲基丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、正丁醇、异戊醇、甲酰胺、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酰胺、对苯二酚、α-甲基苯乙烯、气相二氧化硅和尿素的混合质量比为45: 55:6: 0.1: 0.2: 2.5: I: 1.5: I: 0.8: 1.5: 0.5: 2.5: 1:2。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于混合时还加入表面活性剂，所述表面活性剂与甲基丙烯酸的混合质量比为1.2: 45。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于所述表面活性剂为聚山梨酯-80。
【文档编号】C08L33/20GK103627021SQ201310672625
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】蔡啟明, 高平 申请人:扬州恒聚新材料有限责任公司