本發明涉及有機合成技術領域，特別涉及一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝。
背景技術：
蜜胺樹脂，又稱三聚氰胺甲醛樹脂(melamine-formaldehyde resin)、蜜胺甲醛樹脂，是三聚氰胺與甲醛反應所得到的聚合物。加工成型時發生交聯反應，制品為不熔的熱固性樹脂，習慣上常把它與脲醛樹脂統稱為氨基樹脂。
三聚氰胺泡沫海綿指采用蜜胺樹脂經過發泡反應可制成三聚氰胺甲醛泡沫，這種泡沫不易燃，耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學腐蝕、有良好的絕緣性能、光澤度和機械強度，同時還具有良好的吸音效果。因此，廣泛應用于建筑、汽車甚至航空母艦、潛艇等的吸音阻燃。
目前，現有的蜜胺樹脂生產主要采用間歇式生產方法，該方法的主要設備是反應釜，生產周期長，制得的樹脂粘度大，后續制備的三聚氰胺泡沫海綿存在脆性大、易掉粉、拉伸撕拉強度低等因素，造成產品使用率低。
技術實現要素：
本發明提供一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝，解決現有的三聚氰胺泡沫海綿脆性大、易掉粉、拉伸撕拉強度低的問題。
為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：
一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝，包括以下步驟：
(1)取三聚氰胺和多聚甲醛，混合均勻；
(2)混合物料由物料泵輸入第一螺桿機，在第一螺桿機進料口處加入堿液，使內部物料的pH值在8～10之間，反應體系在輸送混合過程中進行反應，反應時間為5～10min，反應溫度為80～160℃；
(3)在第一螺桿機進料端、中間位置或末端加入輔料溶液；
(4)從第一螺桿機出口擠出的透明樹脂進入第二螺桿機，在第二螺桿機內繼續進行聚合反應，反應時間為25～45min，反應溫度為65～95℃，生成蜜胺樹脂；
(5)從第二螺桿機尾部出來的透明樹脂經過降溫裝置后進入第三螺桿機，第三螺桿機采用循環冷卻水進行冷卻；
(6)將發泡劑、乳化劑、穩定劑和固化劑從第三螺桿機中部通入，與樹脂混合均勻；
(7)將混合均勻的樹脂通入微波發泡爐內發泡，形成高開孔率的三聚氰胺泡沫海綿。
其中，優選地，所述三聚氰胺與所述多聚甲醛的摩爾比為1：2～4。
其中，優選地，所述堿液為濃度為0.2～0.5％的有機堿和無機堿的水溶液。
其中，優選地，所述輔料溶液為濃度為10～45％的一種或多種的無機鈉鹽水溶液。
其中，優選地，所述無機鈉鹽為亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、硫酸鈉或碳酸鈉。
其中，優選地，所述輔料溶液的加入量相對于混合物料為0.01～0.1g/g。其中，優選地，所述發泡劑為正戊烷、正己烷、二氯四氟乙烷中的任意一種或幾種；所述乳化劑為苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、OP-10中任意一種或幾種；所述固化劑為甲酸或乙酸；所述穩定劑為聚硅氧烷、有機錫、有機銻、稀土或有機氟。
其中，優選地，所述發泡劑、乳化劑、固化劑和穩定劑的加入量相對于從第二螺桿機尾部出來透明樹脂分別為0.05～0.1g/g、0.02～0.05g/g、0.02～0.05g/g和0.02～0.05g/g。
其中，優選地，所述第三螺桿機的出料溫度為30～40℃。
本發明的有益效果：
1.本發明采用反應型螺桿機進行反應，通過控制螺桿的轉速，可以有效地控制反應時間，且能使三聚氰胺與多聚甲醛溶液反應體系快速混合、乳化和反應，從而獲得質量穩定的蜜胺樹脂，制得的蜜胺樹脂黏度為5000mPa·s～12000mPa·s之間，比較適合發泡，用來制備三聚氰胺泡沫海綿。
2.本發明制備的三聚氰胺泡沫海綿脆性小、不易掉粉、拉抻撕裂強度高，有效地解決了現有技術中存在的問題，并且使三聚氰胺泡沫海綿具有良好的機械性能和阻燃消音性能。制備三聚氰胺泡沫海綿開孔均勻，泡沫密度≥8kg/m3、拉伸強度≥120KPa、斷裂伸長率≥40％、撕裂強度≥40N/m、回彈率≥65％。
3.本發明的三聚氰胺泡沫海綿生產工藝原料利用率高、能耗低、收率高、無三廢產生，可以連續的生產質量穩定的三聚氰胺泡沫海綿，且三聚氰胺泡沫海綿開孔率高。
4.本發明生產過程連續性好，所需操作人員少，自動化程度高。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
本實施例提供一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝，包括以下步驟：
(1)取摩爾比為1：3的三聚氰胺和多聚甲醛，混合均勻；
(2)混合物料由物料泵輸入第一螺桿機，在第一螺桿機進料口處加入0.3％的NaOH水溶液，使內部物料的pH值為9，反應體系在輸送混合過程中進行反應，反應時間為8min，反應溫度為120℃；
(3)在第一螺桿機進料端、中間位置或末端加入20％的一種或多種的亞硫酸氫鈉水溶液；輔料溶液的加入量相對于混合物料為0.05g/g。
(4)從第一螺桿機出口擠出的透明樹脂進入第二螺桿機，在第二螺桿機內繼續進行聚合反應，反應時間為35min，反應溫度為80℃，生成蜜胺樹脂；本實施例制得的蜜胺樹脂黏度為8000mPa·s(25℃)。
(5)從第二螺桿機尾部出來的透明樹脂經過降溫裝置后進入第三螺桿機，第三螺桿機采用循環冷卻水進行冷卻；
(6)將發泡劑、乳化劑、穩定劑和固化劑從第三螺桿機中部通入，與樹脂混合均勻，第三螺桿機的出料溫度為35℃；
(7)將混合均勻的樹脂通入微波發泡爐內發泡，形成高開孔率的三聚氰胺泡沫海綿。
其中，所述發泡劑重量為2:1為正戊烷和正己烷；所述乳化劑為1:2十二烷基苯磺酸鈉和OP-10；所述固化劑為甲酸；所述穩定劑為聚硅氧烷。
其中，所述發泡劑、乳化劑、固化劑和穩定劑的加入量相對于從第二螺桿機尾部出來透明樹脂分別為0.08g/g、0.04g/g、0.03g/g和0.04g/g。
本實施例制得的三聚氰胺甲醛樹脂泡沫的泡沫密度12kg/m3、拉伸強度140KPa、斷裂伸長率50％、撕裂強度42N/m、回彈率63％。
實施例2
本實施例提供一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝，包括以下步驟：
(1)取摩爾比為1：2的三聚氰胺和多聚甲醛，混合均勻；
(2)混合物料由物料泵輸入第一螺桿機，在第一螺桿機進料口處加入0.2％的三乙胺水溶液，使內部物料的pH值為8，反應體系在輸送混合過程中進行反應，反應時間為10min，反應溫度為80℃；
(3)在第一螺桿機進料端、中間位置或末端加入10％的一種或多種的亞硫酸鈉溶液；輔料溶液的加入量相對于混合物料為0.1g/g。
(4)從第一螺桿機出口擠出的透明樹脂進入第二螺桿機，在第二螺桿機內繼續進行聚合反應，反應時間為25min，反應溫度為95℃，生成蜜胺樹脂；本實施例制得的蜜胺樹脂黏度為7000mPa·s(25℃)。
(5)從第二螺桿機尾部出來的透明樹脂經過降溫裝置后進入第三螺桿機，第三螺桿機采用循環冷卻水進行冷卻；
(6)將發泡劑、乳化劑、穩定劑和固化劑從第三螺桿機中部通入，與樹脂混合均勻，第三螺桿機的出料溫度為30℃；
(7)將混合均勻的樹脂通入微波發泡爐內發泡，形成高開孔率的三聚氰胺泡沫海綿。
其中，所述發泡劑為重量比為1:1的正己烷和二氯四氟；所述乳化劑重量比為苯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉；所述固化劑為乙酸；所述穩定劑為有機錫。
其中，所述發泡劑、乳化劑、固化劑和穩定劑的加入量相對于從第二螺桿機尾部出來透明樹脂分別為0.1g/g、0.02g/g、0.05g/g和0.05g/g。
本實施例制得的三聚氰胺甲醛樹脂泡沫的泡沫密度12kg/m3、拉伸強度≥140KPa、斷裂伸長率60％、撕裂強度45N/m、回彈率70％。
實施例3
本實施例提供一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝，包括以下步驟：
(1)取摩爾比為1：4的三聚氰胺和多聚甲醛，混合均勻；
(2)混合物料由物料泵輸入第一螺桿機，在第一螺桿機進料口處加入0.5％的NaOH水溶液，使內部物料的pH值為10，反應體系在輸送混合過程中進行反應，反應時間為5min，反應溫度為160℃；
(3)在第一螺桿機進料端、中間位置或末端加入45％的一種或多種的焦亞硫酸鈉水溶液；焦亞硫酸鈉水溶液的加入量相對于混合物料為0.01g/g。
(4)從第一螺桿機出口擠出的透明樹脂進入第二螺桿機，在第二螺桿機內繼續進行聚合反應，反應時間為45min，反應溫度為65℃，生成蜜胺樹脂；本實施例制得的蜜胺樹脂黏度為5000mPa·s(25℃)。
(5)從第二螺桿機尾部出來的透明樹脂經過降溫裝置后進入第三螺桿機，第三螺桿機采用循環冷卻水進行冷卻；
(6)將發泡劑、乳化劑、穩定劑和固化劑從第三螺桿機中部通入，與樹脂混合均勻，第三螺桿機的出料溫度為40℃；
(7)將混合均勻的樹脂通入微波發泡爐內發泡，形成高開孔率的三聚氰胺泡沫海綿。
其中，所述發泡劑為正戊烷；所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉；所述固化劑為甲酸；所述穩定劑為有機銻。
其中，所述發泡劑、乳化劑、固化劑和穩定劑的加入量相對于從第二螺桿機尾部出來透明樹脂分別為0.05g/g、0.05g/g、0.02g/g和0.02g/g。
本實施例制得的三聚氰胺甲醛樹脂泡沫的泡沫密度10kg/m3、拉伸強度≥160KPa、斷裂伸長率40％、撕裂強度55N/m、回彈率70％。
實施例4
本實施例提供一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝，包括以下步驟：
(1)取摩爾比為1：3的三聚氰胺和多聚甲醛，混合均勻；
(2)混合物料由物料泵輸入第一螺桿機，在第一螺桿機進料口處加入0.3％的NaOH水溶液，使內部物料的pH值為9，反應體系在輸送混合過程中進行反應，反應時間為8min，反應溫度為140℃；
(3)在第一螺桿機進料端、中間位置或末端加入30％的硫酸鈉水溶液；硫酸鈉水溶液的加入量相對于混合物料為0.04g/g。
(4)從第一螺桿機出口擠出的透明樹脂進入第二螺桿機，在第二螺桿機內繼續進行聚合反應，反應時間為40min，反應溫度為70℃，生成蜜胺樹脂；本實施例制得的蜜胺樹脂黏度為12000mPa·s(25℃)。
(5)從第二螺桿機尾部出來的透明樹脂經過降溫裝置后進入第三螺桿機，第三螺桿機采用循環冷卻水進行冷卻；
(6)將發泡劑、乳化劑、穩定劑和固化劑從第三螺桿機中部通入，與樹脂混合均勻，第三螺桿機的出料溫度為32℃；
(7)將混合均勻的樹脂通入微波發泡爐內發泡，形成高開孔率的三聚氰胺泡沫海綿。
其中，所述發泡劑為二氯四氟乙烷；所述乳化劑為苯磺酸鈉；所述固化劑為甲酸；所述穩定劑為稀土。
其中，所述發泡劑、乳化劑、固化劑和穩定劑的加入量相對于從第二螺桿機尾部出來透明樹脂分別為0.07g/g、0.04g/g、0.04g/g和0.03g/g。
本實施例制得的三聚氰胺甲醛樹脂泡沫的泡沫密度8kg/m3、拉伸強度135KPa、斷裂伸長率45％、撕裂強度42N/m、回彈率78％。
實施例5
本實施例提供一種三聚氰胺泡沫海綿的生產工藝，包括以下步驟：
(1)取摩爾比為1：3的三聚氰胺和多聚甲醛，混合均勻；
(2)混合物料由物料泵輸入第一螺桿機，在第一螺桿機進料口處加入0.3％的三乙胺水溶液，使內部物料的pH值為10，反應體系在輸送混合過程中進行反應，反應時間為8min，反應溫度為100℃；
(3)在第一螺桿機進料端、中間位置或末端加入40％的一種或多種的碳酸鈉溶液；碳酸鈉的加入量相對于混合物料為0.01～0.1g/g。
(4)從第一螺桿機出口擠出的透明樹脂進入第二螺桿機，在第二螺桿機內繼續進行聚合反應，反應時間為30min，反應溫度為90℃，生成蜜胺樹脂；本實施例制得的蜜胺樹脂黏度為7000mPa·s(25℃)。
(5)從第二螺桿機尾部出來的透明樹脂經過降溫裝置后進入第三螺桿機，第三螺桿機采用循環冷卻水進行冷卻；
(6)將發泡劑、乳化劑、穩定劑和固化劑從第三螺桿機中部通入，與樹脂混合均勻，第三螺桿機的出料溫度為38℃；
(7)將混合均勻的樹脂通入微波發泡爐內發泡，形成高開孔率的三聚氰胺泡沫海綿。
其中，所述發泡劑為正戊烷；所述乳化劑為苯磺酸鈉；所述固化劑為乙酸；所述穩定劑為有機氟。
其中，所述發泡劑、乳化劑、固化劑和穩定劑的加入量相對于從第二螺桿機尾部出來透明樹脂分別為0.08g/g、0.03g/g、0.04g/g和0.03g/g。
本實施例制得的三聚氰胺甲醛樹脂泡沫的泡沫密度12kg/m3、拉伸強度≥140KPa、斷裂伸長率55％、撕裂強度45N/m、回彈率80％。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。