一种非晶态聚合物微发泡板的制备方法与流程

文档序号:11245091

本发明涉及非晶态聚合物的微发泡成型技术,特别涉及一种非晶态聚合物微发泡板及其制备方法,属于聚合物微发泡领域。



背景技术:

最早在20世纪50年代,O.R.Mclntire和J.Lamos就发现了聚合物的微孔尺寸,20世纪80年代,麻省理工学院提出聚合物微发泡的概念。由于这种聚合物微发泡制品既保持了聚合物原有的力学性能,又减轻了制品的重量,也有效防止了制品在成型过程中出现的各种缺陷问题,其成型技术开发与应用备受关注,许多著名公司如美国Trexel、日本Sekisui Plastics of Tokyo和加拿大Eregel等公司都已致力于该技术的实际应用开发与商业化推广。理论上说,几乎所有聚合物都可采用该技术来生产聚合物微发泡制品,聚合物微发泡材料已被誉为“21世纪新型材料”,其成型过程一般是将聚合物和发泡剂经饱和均相混合,添加发泡剂析出成泡核,然后泡核长大成型。该方法成型过程中压力P一般为几十、上百甚至几百个大气压,压力很高,对设备要求苛刻,且存在表面质量、能耗和环境污染等问题,工业化应用受限。目前应用主要集中在汽车及内部装饰材料、电子电器产品、医用产品等领域。因此,聚合物微发泡工业化道路上急需开发一种对压力要求不高、环境污染小、能耗低和表面质量高的成型技术。



技术实现要素:

本发明的目的旨在为非晶态聚合物提供一种工艺简单、条件温和、成本低廉、设备投入少和工程应用可行的微发泡成型技术。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种非晶态聚合物微发泡板的制备方法,包括下述步骤:

1)冷聚合工艺制备可发泡非晶态聚合物:

1a)非晶态聚合物粉溶解:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.05-0.2份引发剂、1-5份的偶氮二异丁腈和6-50份非晶态聚合物,制备得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液A;

1b)冷聚合剂调配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解20-50份有机叔胺,制得冷聚合剂B;

1c)混合脱气:将步骤1a)制得的聚合物溶液A与和步骤1b)制得的冷聚合剂B按照100:(0.1-1)质量比混合均匀,经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料C;

1d)模型浇铸:将步骤1c)制得的灌浆浆料C,灌入钢化玻璃模具中,经压实、排气后用尺条校正,上紧夹具;

1e)低温空气浴预聚与后聚:将步骤1d)制得的模型送至带循环风系统的烘房中,预聚后取出、冷却;再经压实、排气、尺条校正、上紧夹具后送至带循环风系统的烘房中后聚继续分段聚合后取出、冷却;

1f)模型四周紧固与上下松弛:将经低温空气浴预聚与后聚的模型四周用钢条紧固;尺条校正,松夹具;

2)可发泡非晶态聚合物的负压微发泡成型

将步骤1f)模型置于真空烘箱中,在真空压力下发泡,制得非晶态聚合物微发泡板。

作为优选方案,所述引发剂为过氧化二苯甲酰或过氧化二月桂酰中的一种或两种混合物粒料。

作为优选方案,所述共聚物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种组成的混合物粉料。

作为优选方案,所述有机叔胺为N,N-二甲基苯胺、N,N-二羟乙基对甲苯胺或N,N-二羟丙基对甲苯胺中一种或几种。

作为优选方案,所述步骤1)-1e)低温空气浴预聚与后聚过程中,在40-50℃带循环风系统的烘房中,预聚40-60min后取出,再在20-30℃带循环风系统的烘房中后聚2-4h,40-50℃继续聚合1-2h。

作为优选方案,所述步骤2)中,模型置于110-160℃真空烘箱中,在0.01-0.09MPa压力下发泡1-4h。

相对于现有技术,本发明技术工艺简单、条件温和、成本低廉、设备投入少和工程应用可行,特别适合高附加值资源化利用废旧塑料,符合国家十三五科技发展规划要求,也为缓解全球能源危机提供有效解决途径。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明,但并不作为对发明做任何限制的依据。

本发明非晶态聚合物微发泡板的制备方法,包括下述步骤:

1)冷聚合工艺制备可发泡非晶态聚合物:

1a)非晶态聚合物粉溶解:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.05-0.2份由过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰中的一种或两种组成的混合物粒料引发剂、1-5份的偶氮二异丁腈和6-50份由聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或几种组成的混合物粉料非晶态聚合物,制备得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液A;

1b)冷聚合剂调配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解20-50份由N,N-二甲基苯胺、N,N-二羟乙基对甲苯胺、N,N-二羟丙基对甲苯胺中一种或几种组成的混合有机叔胺,制得冷聚合剂B;

1c)混合脱气:将步骤1a)制得的聚合物溶液A与和步骤1b)制得的冷聚合剂B按照100:(0.1-1)质量比混合均匀,经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料C;

1d)模型浇铸:将步骤1c)制得的灌浆浆料C,灌入钢化玻璃模具中,经压实、排气后用尺条校正,上紧夹具;

1e)低温空气浴预聚与后聚:将步骤1d)制得的模型送至40-50℃带循环风系统的烘房中,预聚40-60min后取出、冷却;再经压实、排气、尺条校正、上紧夹具后送至20-30℃带循环风系统的烘房中后聚2-4h,40-50℃继续聚合1-2h后取出、冷却;

1f)模型四周紧固与上下松弛:将经低温空气浴预聚与后聚的模型四周用钢条紧固;尺条校正,松夹具;

2)可发泡非晶态聚合物的负压微发泡成型

将步骤1f)模型置于110-160℃真空烘箱中,在0.01-0.09MPa压力下发泡1-4h,制得非晶态聚合物微发泡板。

下面给出具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1

1)冷聚合工艺制备可发泡非晶态聚合物:

1a)非晶态聚合物粉溶解:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.1份过氧化二苯甲酰、3份偶氮二异丁腈和30份苯乙烯-丙烯腈共聚物,制备得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液A;

1b)冷聚合剂调配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解40份N,N-二羟乙基对甲苯胺,制得冷聚合剂B;

1c)混合脱气:将聚合物溶液A与和冷聚合剂B按照100:0.5质量比混合均匀,经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料C;

1d)模型浇铸:将灌浆浆料C,灌入钢化玻璃模具中,经压实、排气后用尺条校正,上紧夹具;

1e)低温空气浴预聚与后聚:将模型送至50℃带循环风系统的烘房中,预聚50min后取出、冷却;再经压实、排气、尺条校正、上紧夹具后送至20℃带循环风系统的烘房中后聚4h,45℃继续聚合1h后取出、冷却;

1f)模型四周紧固与上下松弛:将模型四周用钢条紧固;尺条校正,松夹具;

2)可发泡非晶态聚合物的负压微发泡成型:

将步骤1f)模型置于120℃真空烘箱中,在0.09MPa压力下发泡3h,制得非晶态聚合物微发泡板。

实施例2

1)冷聚合工艺制备可发泡非晶态聚合物:

1a)非晶态聚合物粉溶解:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.05份由过氧化二月桂酰、5份的偶氮二异丁腈和50份聚甲基丙烯酸甲酯,制备得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液A;

1b)冷聚合剂调配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解20份N,N-二甲基苯胺、与N,N-二羟丙基对甲苯胺按照1:1体积比的混合有机叔胺,制得冷聚合剂B;

1c)混合脱气:将聚合物溶液A与冷聚合剂B按照100:0.1质量比混合均匀,经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料C;

1d)模型浇铸:将灌浆浆料C,灌入钢化玻璃模具中,经压实、排气后用尺条校正,上紧夹具;

1e)低温空气浴预聚与后聚:将模型送至40℃带循环风系统的烘房中,预聚40min后取出、冷却;再经压实、排气、尺条校正、上紧夹具后送至30℃带循环风系统的烘房中后聚2h,50℃继续聚合1h后取出、冷却;

1f)模型四周紧固与上下松弛:将经低温空气浴预聚与后聚的模型四周用钢条紧固;尺条校正,松夹具;

2)可发泡非晶态聚合物的负压微发泡成型

将步骤1f)模型置于160℃真空烘箱中,在0.01MPa压力下发泡1h,制得非晶态聚合物微发泡板。

实施例3

1)冷聚合工艺制备可发泡非晶态聚合物:

1a)非晶态聚合物粉溶解:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.2份由过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰中的一种或两种组成的混合物粒料引发剂、1份的偶氮二异丁腈和6份聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混合物粉料,制备得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液A;

1b)冷聚合剂调配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解50份N,N-二甲基苯胺,制得冷聚合剂B;

1c)混合脱气:将聚合物溶液A与冷聚合剂B按照100:1质量比混合均匀,经过滤后真空脱泡得到灌浆浆料C;

1d)模型浇铸:将灌浆浆料C,灌入钢化玻璃模具中,经压实、排气后用尺条校正,上紧夹具;

1e)低温空气浴预聚与后聚:将模型送至40℃带循环风系统的烘房中,预聚60min后取出、冷却;再经压实、排气、尺条校正、上紧夹具后送至25℃带循环风系统的烘房中后聚3h,40℃继续聚合2h后取出、冷却;

1f)模型四周紧固与上下松弛:将经低温空气浴预聚与后聚的模型四周用钢条紧固;尺条校正,松夹具;

2)可发泡非晶态聚合物的负压微发泡成型

将步骤1f)模型置于110℃真空烘箱中,在0.09MPa压力下发泡4h,制得非晶态聚合物微发泡板。

本发明制备的非晶态聚合物微发泡板,能够避免传统非晶态聚合物微发泡板制备成型过程中压力过高,存在表面质量、能耗和环境污染等问题,为一种压力要求不高、环境污染小、能耗低和表面质量高、设备投入少和工程应用可行,特别适合高附加值资源化利用废旧塑料的非晶态聚合物微发泡板的制备方法。

本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

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