一種異氰酸酯基聚酰亞胺泡沫的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及的是一種聚合物泡沫材料的制備方法，特別是一種異氯酸醋基聚酷亞 胺泡沫的制備方法。
【背景技術】
[0002] 異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫屬于聚酷亞胺泡沫中的一類，由于采用室溫自由發泡成 型工藝并且對原材料純度要求相對較低因此與由粉末法制備工藝所制得的聚酷亞胺泡沫 相比表現出明顯的工業化生產優勢和市場價格優勢，具有更強的市場競爭力。
[000引據US3300420、US4026833、US7541388、CN101812232A、CN102127225A等專利文獻 和詹茂盛、王連才等人的相關論文報道，目前異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫的制備方法主要有 兩種方式；1.首先W多元芳香酢與過量異氯酸醋反應形成黑料，再將黑料與含有泡沫穩定 劑、表面活性、催化劑、發泡劑的復配溶液混合，經過快速攬拌自由發泡得到異氯酸醋基聚 酷亞胺泡沫中間體，最后經過高溫固化處理得到異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫；2.首先將多元 芳香酢衍生物的極性溶劑溶液與泡沫穩定劑、表面活性、催化劑、發泡劑復配得到復配溶 液，然后再將異氯酸醋與復配溶液混合，經過快速攬拌自由發泡得到異氯酸醋基聚酷亞胺 泡沫中間體，最后經過高溫固化處理得到異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫。該兩種方式中所設及 到的泡沫成型過程都依靠異氯酸醋與發泡劑水反應所產生的二氧化碳自由擴散來實現。然 而在第一種方式中由于異氯酸醋過量，因此在自由發泡成型過程中生成的氨基和殘余的異 氯酸醋不會繼續生成聚酷亞胺前驅體反而會形成熱穩定性和阻燃性較差的聚脈，最終導致 泡沫材料整體的耐熱性和阻燃性與純聚酷亞胺泡沫相比存在一定差距，且通過該種方式所 制得的泡沫材料密度相對較大；在第二種方式中由于異氯酸醋未先與多元芳香酢預聚合， 因此相對于第一種方式而言該種方式在發泡成型過程中異氯酸醋與水的反應會更加劇烈， 生成的氨基量和氣體量也更多，雖然生成的氨基會與多元芳香酢衍生物反應生成聚酷亞胺 前驅體，但與此同時氨基也將與大量未反應的異氯酸醋基反應生成大量聚脈，同樣會大幅 度降低聚酷亞胺泡沫整體的耐熱性、熱穩定性和阻燃性，但是通過該種方式所制得的異氯 酸醋基聚酷亞胺泡沫材料密度相對較低。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種能抑制自由發泡成型過程中氨基與異氯酸醋基的反 應的異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫的制備方法。
[0005] 本發明的目的是該樣實現的：
[0006] (1)多元芳香酢在極性溶劑中加熱溶解與脂肪醇反應，得到多元芳香酢衍生物 溶液，具體為；向容器中依次加入極性溶劑和多元芳香酢，攬拌并加熱，待乳濁液溫度達到 40-50°C時向其中加入脂肪醇進行醋化反應，反應2-3小時后形成澄清透明的衍生物溶液；
[0007] (2)衍生物溶液與泡沫穩定劑復配合成白料，具體為；室溫條件下向衍生物溶液 中依次加入催化劑、泡沫穩定劑、表面活性劑和去離子水攬拌混合均勻和得到澄清透明的 發泡白料；
[000引 （3)多元芳香酢與異氯酸醋反應合成黑料，具體為：室溫條件下依次將極性溶劑、 多元芳香酢和異氯酸醋快速加入到容器中，接入氮氣保護裝置，將容器置于油浴鍋中加熱， 并攬拌，多元芳香酢反應完后得到發泡黑料；
[0009] (4)室溫常壓條件下將發泡白料立刻倒入發泡黑料中，攬拌均勻后迅速倒入模具 中自由發泡成型得到泡沫中間體；
[0010] (5)泡沫中間體經過加熱固化制得種異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫。
[0011] 本發明還可W包括：
[0012] 1、各組分的質量分數為：芳香二酢為120-200份、極性溶劑為100-200份、脂肪醇 為5-20份、泡沫穩定劑10-20份、表面活性劑10-20份、催化劑5-10份、去離子水為10-20 份、多異氯酸醋200-400份。
[0013] 2、所述加熱固化具體為；泡沫中間體常溫放置3-5分鐘后脫模，轉移至240-260°C 的電熱鼓風干燥箱中固化2-3小時。
[0014] 3、所述多元芳香酢為；均苯四酸二酢、3,3'，4,4'-二苯甲酬四酸二酢、 3,3'，4,4'-聯苯基四酸二酢、3,3'，4,4'-二苯離四酸二酢、3,3'，4,4'-聯苯基諷 四駿酸二酢、苯六甲酸S酢、S偏苯S酸酢-1，3, 5-苯S醋或1，3, 5-S氧-S(4-苯酢） 苯。
[0015] 4、所述極性溶劑為；N-甲基化咯燒酬、N，N-二甲基甲酯胺、N，N-二甲基己酷胺或 二甲基亞諷。
[0016] 5、所述脂肪醇為；甲醇或己醇。
[0017] 6、所述泡沫穩定劑為；非水解型水溶性聚離硅氧烷（AK8805、DC193、L580);表面 活性劑為：非離子氣碳表面活性劑（Zonyl?FS-300、Zonyl篡FSO-100)、聚氧化己締非離子 表面活性劑（PEG-600、PEG-300、PEG-400、PEG-800、PEG-1000)。
[001引 7、所述催化劑為；=己醇胺、=亞己基二胺、辛酸亞錫、二月桂酸二了基錫或D油C033-LV;發泡劑包括；去離子水。
[0019] 8、所述多異氯酸醋為；二苯基甲燒二異氯酸醋（MDI)、甲苯二異氯酸醋（TDI)或多 苯基多亞甲基多異氯酸醋（PAPI)。
[0020] 9、所述油浴鍋恒定加熱溫度為30-70°C。
[0021] 10、所述發泡黑白料漿質量配比比例在1.0:0. 1-0. 1:1.0之間。
[0022] 為了抑制自由發泡成型過程中氨基與異氯酸醋基的反應，制得密度較低且耐熱 性、熱穩定性和阻燃性優良且具有一定機械強度的異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫，本發明通過 將已有的兩種異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫制備方法相互嫁接的方式在一定程度上抑制了自 由發泡成型過程中聚脈的生成量，同時保證了較高的發泡倍率，提供了一種低密度、高阻燃 性異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫制備的新方法。所述方法制備的異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫呈 半閉孔結構、泡孔結構均勻、具有一定的機械強度，同時泡沫熱穩定性、耐熱性和阻燃性基 本與純聚酷亞胺泡沫基本一致。本方法采用自由發泡成型方式，原材料純度要求與兩步法 相比明顯降低，工藝流程與兩步法相比顯著簡化，因此易于工業化大批量生產，同時能夠大 幅度降低聚酷亞胺泡沫材料價格，進一步拓寬其在尖端技術領域和普通技術領域的應用范 圍。
[0023]與現有技術相比，本發明由于采用將兩種傳統異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫制備方法 相互嫁接的方式，抑制了泡沫材料制備過程中氨基與異氯酸醋基的生成，降低了聚脈的生 成量，使異氯酸醋基聚酷亞胺泡沫的耐熱性、熱穩定性、阻燃性得到提高。本方法所述的異 氯酸醋基聚酷亞胺泡沫制備工藝流程簡單，產品綜合性能優良，有利于工業化生產和廣泛 應用。
【具體實施方式】
[0024]W下通過實施例進一步詳細描述本發明，并非限制本發明所設及的范圍。實施例 中的泡沫穩定劑包括；非水解型水溶性聚離硅氧烷（AK8805、DC193、L580);表面活性劑包 括：非離子氣碳表面活性劑（Zony版巧-300、Zony階巧0-100)、聚氧化己締非離子表面活 性劑（PEG-600、PEG-300、PEG-400、PEG-800、PEG-1000)。催化劑包括；S己醇胺、S亞己基 二胺、辛酸亞錫、二月桂酸二了基錫、D油C033-LV;發泡劑包括；去離子水。
[0025] 實施實例1
[0026] 在500mlS口燒瓶中，加入200克N，N-二甲基甲酯胺和109克均苯四酸二酢并加 入磁子，接上回流冷凝管通入冷卻水，在電磁攬拌器作用下充分攬拌緩慢升溫至90°C，待均 苯四酸二酢完全溶解，溶液呈澄清狀態時停止加熱，待溫度降至50°C左右時W恒壓滴液漏 斗向濁液中逐滴滴入32克甲醇，滴加速度控制在1-5毫升每分鐘，使均苯四酸二酢開始進 行醋化反應，待醋化反應進行完全，溶液重新澄清透明后，電磁攬拌器停止攬拌，將上述溶 液靜置降至室溫，制得接近無色