一种三聚氰胺泡沫发泡液的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种三聚氰胺泡沫发泡液的制备工艺，该发泡液主要原料包括：三聚氰胺泡沫专用树脂、表面活性剂、稳泡剂、发泡剂、交联剂等。发泡液制备所需专用设备为：高速搅拌机、输出泵、单/双螺杆挤出机共同组成，高速搅拌机的转速1000～5000转/分钟，挤出机由单螺杆和双螺杆串联组合使用或单独使用。将制备发泡液所需原料按设计比例加入高速搅拌机中，开动搅拌，初步混合均匀后，由输送泵送入挤出机，经挤出机后得到高度均匀的发泡液。发泡液进入发泡工艺制备三聚氰胺泡沫。
【专利说明】 一种三聚氰胺泡沬发泡液的制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子新材料领域，具体说，涉及的是一种三聚氰胺泡沫发泡液的制备工艺。
【背景技术】
[0002]三聚氰胺泡沫具有优良的阻燃、吸音、降噪、隔热、耐高温、耐化学腐蚀性、低发烟率、便捷的后加工性等性能，阻燃和吸音是三聚氰胺泡沫塑料最突出的特点，这些特性使其在建筑、装饰、公共场所、机电设备、交通车辆等越来越多的领域得到广泛的应用。
[0003]据统计表明，80%以上的火灾死亡都与吸入有毒烟雾相关。目前，常见的泡沫材料(如聚氨酯、超细玻璃棉、聚苯乙烯、酚醛泡沫等)除了本身阻燃性能差外，其耐高温性能也差，这就导致其在火灾中释放大量的烟雾和有毒气体。三聚氰胺甲醛泡沫因其本身具有高阻燃性能，在不添加任何阻燃剂的情况下，就可以达到DIN4102 (德国标准)所规定的BI级低可燃性材料标准和UL94-V0 (美国保险协会标准)级高阻燃材料标准。
[0004]然而，三聚氰胺甲醛泡沫一直存在着脆性大、掉渣严重、压缩回弹性差等问题。这些问题在公开的专利(如 US400050、US4334971、DE870027、US6608118、FR1073642、CN200510038093.8等)配方中还没得到有效的改善。人们也试图通过各种改性(如US5436278、US6608118、CN200910263526.8、CN201110082559.X 等)来改善这些问题，虽然这些方法改善了泡沫的局部性能，但是也多少影响了泡沫原本优良的性能。比如:专利CN200910263526.8，虽然改善了泡沫的韧性，但因为其添加大量的聚乙烯醇，进而影响了泡沫本身的阻燃性能。
[0005]三聚氰胺泡沫的性能主要由专用树脂制备工艺、发泡液制备工艺、泡沫制备工艺三部分决定。发泡液制备工艺决定发泡液的组成和均匀性，最终决定三聚氰胺泡沫的性能和废品率的高低。针对三聚氰胺泡沫现有技术的缺点与不足，本专利发明经过大量的实验，筛选出比较优良的发泡液配制工艺和科学的发泡液混合专用装置。配制发泡液所需的专用混合装置由高速搅拌机、输送泵、单/双螺杆挤出机组成。配制发泡液所需的各种原料经高速搅拌机初步混合后由输送泵送入单/双螺杆挤出机，获得高度均匀的发泡液。
【发明内容】
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[0006]本发明的目的在于提供一种三聚氰胺泡沫发泡液的制备工艺，以改善现有泡沫存在的基本问题，为三聚氰胺泡沫生产过程中发泡液制备提供工艺和设备选型的依据。
[0007]本发明所涉及的三聚氰胺泡沫的发泡液制备工艺主要包括:三聚氰胺泡沫塑料专用树脂、表面活性剂、稳泡剂、发泡剂、交联剂、成核剂、助剂等；制备发泡液的专用设备由高速搅拌机、输出泵、单/双螺杆挤出机组成。
[0008]所述的专用树脂质量百分含量为30?90%，优选固含量在50?80% ;粘度在10000-5000mPa.s，优选 1500 ?4000mPa.S。
[0009]所述的专用设备由高速搅拌机、输出泵、单/双螺杆挤出机共同组成。高速搅拌机的转速1000?5000转/分钟，优选2000?4000转/分钟；挤出机由单螺杆和双螺杆串联组合使用或单独使用。
[0010]所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或多种复配，表面活性剂可以直接加入或者以溶液的形式加入专用树脂中，表面活性剂用量与专用树脂质量比为100: 0.1?30，优选100: 0.5?15。
[0011]阴离子表面活性剂包括:高级脂肪酸三乙醇铵盐、烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐、α -磺基单羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐、脂肪醇硫酸酯盐、仲烷基硫酸酯盐等；阳离子表面活性剂包括:脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、季铵盐、杂环类(咪唑啉类、吗啉胍类、三嗪类衍生物类)等；非离子表面活性剂:聚氧乙烯型(如烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚醚型非离子表面活性剂)、多元醇型(如吐温系列)、烷基醇酰胺型、非离子氟碳表面活性剂等。
[0012]所述的稳泡剂为硅油系列、硅树脂聚醚乳液类、大分子物质(如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纤维素等)、非离子表面活性剂(如十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、吐温系列、斯潘系列)、聚二甲硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段共聚物等，其用量与专用树脂质量比为100: O?20，优选100: 0.5?10。
[0013]所述的发泡剂为其所述的发泡剂为分解温度低于200°C的化学发泡剂或沸点低于100°C的物理发泡剂中的一种或者多种复配，发泡剂的用量与三聚氰胺泡沫专用树脂质量比为100: I?50，优选100: 3?30。化学发泡剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氯化铵、醋酸铵、草酸铵等；物理发泡剂包括:丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、异辛烷、石油醚、环己烯、三氯三氟乙烷、1，2-二氯乙烷、溴丙烷、氯丁烷、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、草酸二乙酯、甲苯-2，4-二异氰酸酯等。
[0014]所述的交联剂为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、亚硫酸、偏磷酸、焦磷酸、硼酸、柠檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、丁酸、丙二酸、丙烯酸、对甲苯磺酸、油酸、亚油酸、棕榈酸、氨基酸、苯甲酸、苯二甲酸、苯三甲酸、酒石酸、乳酸、异丁酸、磺基水杨酸、萘二磺酸、顺丁烯二酸、其他多羟基酸以及相应的酸酐，交联剂的用量与专用树脂的质量比为100: 0.5?25，优选 100:1 ?12。
[0015]所述的助剂为脱模剂、增塑剂、增强材料、纳米材料、颜料、增白剂、憎水剂、防老齐U、或者其他用于改善泡沫某方面性能的添加材料，其使用方式为一种或多种复加，助剂用量与专用树脂的质量比为100: O?25，优选100: O?15。助剂的选择主要针对我们对泡沫某方面性能的需求，这方面技术对本领域的技术人员是基本的常识。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体的实施案例，对本发明进行具体详细说明，但是本发明的实施方式并不仅限于此。
[0017]实施例1
[0018]发泡液制备:将专用树脂1000g、0P-10100g、吐温205g、正戊烷150g、磷酸50g加入高速搅拌机中，开动搅拌，初步混合均匀后，由输送泵送入挤出机，经挤出机后得到高度均匀的发泡液。
[0019]发泡液经专用微波发泡装置发泡1-4分钟，130?150°C后交联、定型、干燥40分钟，制得三聚氰胺泡沫塑料。泡沫密度8kg/m3，压缩强度8kpa。
[0020]实施例2
[0021]专用树脂1000g、十二烷基苯磺酸钠100g、吐温8015g、石油醚200g、磷酸80g。按照实施例1的工艺制得的三聚氰胺泡沫塑料密度10kg/m3，压缩强度lOkpa。
[0022]实施例3
[0023]专用树脂1000g、丁基萘磺酸钠80g、吐温857g、正己烷300g、乙酸50g。按照实施例I的发泡工艺制得的三聚氰胺泡沫塑料密度5kg/m3，压缩强度6kpa。
[0024]实施例4
[0025]专用树脂1000g、十二烷基聚氧乙烯醚110g、吐温4015g、异戊烷200g、甲酸甲酯200g、磷酸 25g、甲酸 35g。
[0026]按照实施例1的发泡工艺制得的三聚氰胺泡沫塑料密度15kg/m3，压缩强度12kpa。。
[0027]实施例5
[0028]专用树脂1000g、0P_1050g、丁基萘磺酸钠30g、硅油15g、石油醚260g、纳米炭黑100g、磷酸30g、柠檬酸30g、防老剂10g。
[0029]按照实施例1的发泡工艺制得的三聚氰胺泡沫塑料密度12kg/m3，压缩强度14kpa。。
[0030]实施例6
[0031]专用树脂1000g、聚二甲硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段共聚物100g、磺化蓖麻油15g、三氯三氟乙烷200g、碳酸氢钠50g、丙二酸10g、防老剂10g。
[0032]按照实施例1的发泡工艺制得的三聚氰胺泡沫塑料密度9kg/m3，压缩强度8kpa。
【权利要求】
1.一种三聚氰胺泡沫发泡液的制备工艺，其特征在于:发泡液主要由三聚氰胺泡沫塑料专用树脂、表面活性剂、稳泡剂、发泡剂、交联剂、助剂等组成；发泡液配制专用设备由高速搅拌机、输送泵、单/双螺杆挤出机组成；发泡液经高速搅拌机初步混合后由输送泵送入单/双螺杆挤出机，获得高度均匀的发泡液。
2.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:其所述的三聚氰胺泡沫专用树脂质量百分含量30?90%，粘度1000?5000mPa.S。
3.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:其所用的设备由高速搅拌机、输出泵、单/双螺杆挤出机共同组成，高速搅拌机的转速1000?5000转/分钟；挤出机由单螺杆和双螺杆串联组合使用或单独使用。
4.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:其所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或多种复配；阴离子表面活性剂包括:高级脂肪酸三乙醇铵盐、烷基苯磺酸盐、α -烯烃磺酸盐、烷基磺酸盐、α -磺基单羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、烷基甘油醚磺酸盐、脂肪醇硫酸酯盐；阳离子表面活性剂包括:脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、咪唑啉类、吗啉胍类、三嗪类衍生物类；非离子表面活性剂包括:烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚醚型非离子表面活性剂、吐温系列、烷基醇酰胺型。
5.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:其所述的表面活性剂加入方式为直接或者以溶液的形式加入三聚氰胺泡沫专用树脂中，表面活性剂用量与专用树脂质量的比为100: 0.1?30。
6.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:所述的稳泡剂为硅油、硅树脂聚醚乳液、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白质、多肽、淀粉、纤维素、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、吐温系列、斯潘系列或聚二甲硅氧烷与聚氧化烯烃的嵌段共聚物，其用量与专用树脂质量比为100: 0.5?10。
7.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:其所述的发泡剂为分解温度低于200°C的化学发泡剂或沸点低于100°C的物理发泡剂中的一种或者多种复配，发泡剂的用量与三聚氰胺泡沫专用树脂质量比为100: I?50。
8.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于:化学发泡剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氯化铵、醋酸铵或草酸铵；物理发泡剂包括丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、正庚烷、异辛烷、石油醚、环己烯、三氯三氟乙烷、1，2-二氯乙烷、溴丙烷、氯丁烷、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、草酸二乙酯或甲苯-2，4-二异氰酸酯。
9.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:其所述的交联剂为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、亚硫酸、偏磷酸、焦磷酸、硼酸、柠檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、丁酸、丙二酸、丙烯酸、对甲苯磺酸、油酸、亚油酸、棕榈酸、氨基酸、苯甲酸、苯二甲酸、苯三甲酸、酒石酸、乳酸、异丁酸、磺基水杨酸、萘二磺酸、顺丁烯二酸或其他多羟基酸以及相应的酸酐中的一种或几种复合，交联剂的用量与专用树脂的质量比为100: 0.5?25。
10.根据权利要求1所述的发泡液制备工艺，其特征在于:其所述的其它助剂为脱模齐U、增塑剂、增强材料、颜料、憎水剂、防老剂，助剂用量与专用树脂的质量比为100: O?25。
【文档编号】C08L61/28GK104231298SQ201310756710
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年6月6日
【发明者】刘绍英, 李子健, 王公应 申请人:中国科学院成都有机化学有限公司