一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及保温材料技术领域，尤其是一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫及其制备方法。
【背景技术】
[0002]三聚氰胺泡沫，属高分子有机软质泡沫产品，作为一种低密度、阻燃、吸音的化工新材料，在民用、工业、建筑、交通、航空、军事、日用、电子信息等领域具有十分重要的应用价值，特别适合在有阻燃、高温、低频噪音吸收要求的环境条件下使用，成为21世纪具有巨大发展前景的新型环保材料。但是三聚氰胺泡沫是一种脆性的泡沫材料，其韧性和抗弯强度较差，在实际应用中易因外力作用而发生脆裂，使用过程中也易因重压或外力施压的不平衡而造成翘曲，给施工带来困难和隐患。
[0003]公布号为CN103210026 A的中国专利，申请公开了具有无机填料的三聚氰胺树脂泡沫材料，发明的三聚氰胺一甲醛泡沫包括泡沫的开孔构架，构架包括多个相互连接的三维分叉支撑物，并且在每个支撑物中均有粒状填料嵌入孔结构中。粒度优选对应于泡沫结构的平均孔径，平均孔径优选为10至ΙΟΟΟμπι，更特别是50至500μπι。粒状填料能够非常好地结合于开孔泡沫的孔结构中，并且由孔构架的所有面固定。选择粒状填料的粒度以使得该粒度小于泡沫的孔径，从而确保在整个泡沫中进行分布。
[0004]公布号为CN103391964 A的中国专利，申请公开了具有微粒填料的三聚氰胺树脂泡沫，纠正机械性能和阻燃性能无法兼顾的缺点，并且提供填充的三聚氰胺树脂泡沫，其基本上保持未填充的泡沫的优良的机械性能。
[0005]上述发明专利通过填料改性，增强了泡沫的强度，但有些工艺复杂，生产成本较高，或是难以实现规模化生产，极大的限制了其应用。本发明通过简化工艺，采用双酚A改性，改善了材料的脆性、提高韧性。
【发明内容】
[0006]本发明采用双酚A改性三聚氰胺树脂，增加了泡沫体刚性，耐高温性能增加，再加上玻璃纤维和空心玻璃球合理的配比，在保证良好分散性和加工性能的同时，还改善了材料的脆性、提高韧性，此外，比同等实心无机填料增强泡沫质量降低了 3?10%。
[0007]为实现本发明的目的，所采用的技术方案是:一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的组分:数均分子质量为12000?17000、粘度为5000?10400mPa.s的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物60?90份，非离子表面活性剂2?8份，发泡剂25?36份，固化剂0.2?5份，去离子水8?50份，还包括有平均直径0.3?2.5μπι、长度ΙΟΟμπι?800μπι玻璃纤维0.1?6份或者平均直径5?2(^111的空心玻璃微球0.5?2份。
[0008]所述的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物中的三聚氰胺、双酚A和甲醛的摩尔比为1: (0.01?0.2): (I?3)，所述非离子表面活性剂相对分子质量为30?200的环氧乙烷，所述发泡剂为异丁烷或戊烷中的一种或者两者的混合，所述固化剂为乙酸、盐酸、硫酸和对甲基苯磺酸中的一种。
[0009]一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下:
[0010](I)将玻璃纤维、空心玻璃微球分散在pH为9?11的甲醛水溶液中，搅拌，待纤维和微球分散均匀后加入三聚氰胺，于70?90°C下反应45?220min，冷却，即得玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物；
[0011 ] (2)将双酚A加入玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物中在60?100 °C下反应30?70min，然后冷却至45°C，保温20min，得到双酸A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物；
[0012](3)将表面活性剂，发泡剂和固化剂加入双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物，搅拌均匀制成发泡液，控制发泡液粘度为1000?1550mPa.s；
[0013](4)通过微波辐射装置形成55?80°C环境温度加热和发泡该发泡液5?lOmin，然后通过微波辐射装置在温度为80?150°C，固化5?36min;
[0014](5)用热空气 150?250°C，熟化 15?36min。
[0015]本发明所具有的有益效果是:①耐高温性能优异，采用双酚A改性三聚氰胺树脂，增加了泡沫体刚性，耐高温性能增加;②轻质，玻璃纤维和空心玻璃球合理的配比，在保证良好分散性和加工性能的同时，还改善了材料的脆性，比同等实心无机填料增强泡沫质量降低了 3?10 % ;③作为气凝胶等载体时，其抗压强度大大提高了。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
[0017]实施例1
[0018]一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的组分:数均分子质量为12000、粘度为5000mPa.s的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物60份，非离子表面活性剂2份，发泡剂25份，固化剂0.2份，去离子水8份，还包括有平均直径0.3μπι、长度ΙΟΟμm玻璃纤维0.1份或者平均直径5μπι的空心玻璃微球0.5份
[0019]所述的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物中的三聚氰胺、双酚A和甲醛的摩尔比为1:0.01:1，所述非离子表面活性剂相对分子质量为30的环氧乙烷，所述发泡剂为异丁烷，所述固化剂为乙酸。
[0020]一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下:
[0021 ] (I)将玻璃纤维、空心玻璃微球分散在pH为9的甲醛水溶液中，搅拌，待纤维和微球分散均匀后加入三聚氰胺，于70°C下反应45min，冷却，即得玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物；
[0022](2)将双酸A加入玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物中在60°C下反应30min，然后冷却至45°C，保温20min，得到双酸A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物；
[0023](3)将表面活性剂，发泡剂和固化剂加入双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物，搅拌均匀制成发泡液，控制发泡液粘度为100mPa.s；
[0024](4)通过微波辐射装置形成55°C环境温度加热和发泡该发泡液5min，然后通过微波辐射装置在温度为80 °C，固化5min;
[0025](5)用热空气 150。(:，熟化151^11。
[0026]该发明制备的三聚氰胺甲醛泡沫耐高温性能优异，玻璃纤维和空心玻璃球合理的配比，在保证良好分散性和加工性能的同时，还改善了材料的脆性，作为气凝胶等载体时，其抗压强度也大大提高了。
[0027]实施例2
[0028]一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的组分:数均分子质量为17000、粘度为10400mPa.s的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物90份，非离子表面活性剂8份，发泡剂36份，固化剂5份，去离子水8?50份，还包括有平均直径2.5μπι、长度800μπι玻璃纤维6份或者平均直径20μπι的空心玻璃微球2份
[0029]所述的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物中的三聚氰胺、双酚A和甲醛的摩尔比为1: 0.2:3，所述非离子表面活性剂相对分子质量为200的环氧乙烷，所述发泡剂为戊烷，所述固化剂为对甲基苯磺酸。
[0030]一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下:
[0031 ] (I)将玻璃纤维、空心玻璃微球分散在pH为11的甲醛水溶液中，搅拌，待纤维和微球分散均匀后加入三聚氰胺，于900C下反应220min，冷却，即得玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物；
[0032](2)将双酚A加入玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物中在100°C下反应70min，然后冷却至45°C，保温20min，得到双酸A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物；
[0033](3)将表面活性剂，发泡剂和固化剂加入双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物，搅拌均匀制成发泡液，控制发泡液粘度为1550mPa.s；
[0034](4)通过微波辐射装置形成80°C环境温度加热和发泡该发泡液lOmin，然后通过微波辐射装置在温度为150°C，固化36min;
[0035](5)用热空气 250。(:，熟化361^11。
[0036]该发明制备的三聚氰胺甲醛泡沫耐高温性能优异，玻璃纤维和空心玻璃球合理的配比，在保证良好分散性和加工性能的同时，还改善了材料的脆性，作为气凝胶等载体时，其抗压强度也大大提高了。
[0037]上述仅为本发明的两个【具体实施方式】，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的组分:数均分子质量为12000?17000、粘度为5000?10400mPa.s的双酸A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物60?90份，非离子表面活性剂2?8份，发泡剂25?36份，固化剂0.2?5份，去离子水8?50份，还包括有平均直径0.3?2.5μπι、长度ΙΟΟμπι?800μπι玻璃纤维0.1?6份或者平均直径5?20μm的空心玻璃微球0.5?2份;所述的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物中的三聚氰胺、双酚A和甲醛的摩尔比为1:(0.01?0.2): (I?3)，所述的非离子表面活性剂相对分子质量为30?200的环氧乙烷，所述的发泡剂为异丁烷或戊烷中的一种或者两者的混合，所述固化剂为乙酸、盐酸、硫酸和对甲基苯磺酸中的一种。2.—种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下: (1)将玻璃纤维、空心玻璃微球分散在PH为9?11的甲醛水溶液中，搅拌，待纤维和微球分散均匀后加入三聚氰胺，于70?90°C下反应45?220min，冷却，即得玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物； (2)将双酚A加入玻璃纤维、空心玻璃微球三聚氰胺甲醛预缩合物中在60?100°C下反应30?70min，然后冷却至45°C，保温20min，得到双酸A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物； (3)将表面活性剂，发泡剂和固化剂加入双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物，搅拌均匀制成发泡液，控制发泡液粘度为1000?1550mPa.s； (4)通过微波福射装置形成55?80°C环境温度加热和发泡该发泡液5?1min，然后通过微波辐射装置在温度为80?150°C，固化5?36min; (5)用热空气150?250°C，熟化15?36min。
【专利摘要】一种改性耐高温三聚氰胺甲醛泡沫，其特征在于包括下述重量份的组分：数均分子质量为12000～17000、粘度为5000～10400mPa·s的双酚A改性的三聚氰胺甲醛预缩合物60～90份，非离子表面活性2～8份，发泡剂25～36份，固化剂0.2～5份，去离子水8～50份，还包括有平均直径0.3～2.5μm、长度100μm～800μm玻璃纤维0.1～6份或者平均直径5～20μm的空心玻璃微球0.5～2份。该泡沫的优点是①耐高温性能优异，采用双酚A改性三聚氰胺树脂，增加了泡沫体刚性，耐高温性能增加；②轻质，玻璃纤维和空心玻璃球合理的配比，在保证良好分散性和加工性能的同时，还改善了材料的脆性，比同等实心无机填料增强泡沫质量降低了3～10％；③作为气凝胶等载体时，其抗压强度大大提高。
【IPC分类】C08K13/04, C08L61/32, C08G12/32, C08J9/14, C08K7/28, C08K7/14, C08G12/40
【公开号】CN105566848
【申请号】CN201610071015
【发明人】陈照峰, 王伟伟
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月19日