本发明涉及塑料材料这一
技术领域：
，特别涉及到一种减震泡沫塑料材料的制备方法。
背景技术：
：复合泡沫塑料是由空心微粒、填充聚合物基体而制成的复合材料，是一种新型的高强度、低密度复合材料。与传统的泡沫塑料在聚合反应或者固化反应过程中物理的或化学的发泡作用产生泡沫结构不同，其泡沫结构是由空心微粒内部的空腔构成，所以通过调节空心微粒的密度和加入量较容易控制气泡的大小和分布，材料的密度和机械性能，以满足不同的用途。复合泡沫塑料具有低密度、高强度等优点，可用作隔热材料、轻质高强夹芯材料、防振包装材料、漂浮材料、飞机吸音材料等；以其为芯材的复合夹层板具有轻质、高强、耐冲击、抗裂纹扩展性好，吸水率低等优点，可用于制造船体外壳、飞机制件、水陆两用坦克车浮筒、弹药箱、包装箱等；以其质轻、介电性能和尺寸稳定性好，可用作电子工业的灌封料和绝缘材料，水下装置部件和漂浮件。以其为原料制备的人造木材和大理石，具有良好的可加工性，可作为模型材料。还可用作检验装置的轻型基础。由于耐油、耐溶剂、尺寸稳定，能长期使用。随着高新技术特别是以航空航天为代表的高新领域的不断发展,对复合泡沫塑料的性能、用途提出了更高的要求。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种减震泡沫塑料材料的制备方法，该工艺利用特异性的空心玻璃微球进行偶联反应，使环氧树脂、聚氯乙烯、聚酰亚胺、硅藻土、炭黑等原材料聚合在一起，通过马沸炉加热煅烧、添加消泡剂、固化剂、增韧剂等成分提高复合材料的性能，然后通过浇注模具、表面活化处理、脱模烘干等一系列操作后得到复合塑料材料。制备而成的减震泡沫塑料材料，其缓冲减震效果好、质轻阻燃、绝缘性好，具有较好的应用前景。同时还公开了由该制备方法制得的减震泡沫塑料材料在电子工业灌封料、绝缘材料、水下装置部件和漂浮件中的应用。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种减震泡沫塑料材料的制备方法，由以下步骤组成：(1)将玻璃粉末和发泡剂喷入到高温炉中加热反应，加热温度为950℃，持续保温时间15-20分钟，自然冷却，得到空心玻璃微球,其中喷射速率为5g/sec；(2)用无水乙醇清洗步骤(1)中的空心玻璃微球，置于通风橱中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)将无水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的质量比混合配成溶液，然后加入5-8份的偶联剂，置于磁力搅拌器上搅拌30-40分钟，形成偶联剂溶液；(4)将步骤(3)得到的偶联剂溶液倒入装有干燥空心玻璃微球的容器内，搅拌均匀以后用超声激振器处理60-80分钟，超声激振器的频率为300hz,然后过滤，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)将环氧树脂8-20份、聚氯乙烯5-10份、聚酰亚胺4-9份、硅藻土5-8份、炭黑3-6份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)偶联剂处理过的空心玻璃微球，搅拌均匀后，加入固化剂1-4份和增韧剂2-3份，温度加热上升至260-300℃，反应时间4-5h，然后温度自然冷却至160℃，加入消泡剂1-3份，保温反应30min；(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至70-80℃，再次加入固化剂1-2份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；(7)将步骤(6)的模具放入到表面活化剂中处理，浸泡30-60min，然后进行脱模；(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。优选地，所述步骤(1)中的发泡剂选自二氯甲烷、丙酮、异氰酸酯、环戊烷中的一种或几种。优选地，所述步骤(1)中的玻璃粉末和发泡剂的比例为11:3。优选地，所述步骤(3)中偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。优选地，所述步骤(5)中环氧树脂和空心玻璃微球的质量比为4:1。优选地，所述步骤(5)中固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、间二甲苯、二氨基二苯基砜中的一种或几种优选地，所述步骤(5)中增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈中的一种或几种优选地，所述步骤(5)中消泡剂选自高碳醇、苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯、二甲基硅油中的一种或几种。优选地，所述步骤(7)中表面活化剂的组成为直链烷基苯磺酸钠5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3份、十二烷基苯磺酸钠2份、对甲苯磺酰胺甲醛树脂1份、过氧化羟基异丙苯4份、乙酸松油酯3份、1-苯基环戊烷羧酸2份、三氯乙醛3份、去离子水15份本发明还提供了由上述制备方法得到的减震泡沫塑料材料在电子工业灌封料、绝缘材料、水下装置部件和漂浮件中的应用。本发明与现有技术相比，其有益效果为：(1)本发明的一种减震泡沫塑料材料的制备方法利用特异性的空心玻璃微球进行偶联反应，使环氧树脂、聚氯乙烯、聚酰亚胺、硅藻土、炭黑等原材料聚合在一起，通过马沸炉加热煅烧、添加消泡剂、固化剂、增韧剂等成分提高复合材料的性能，然后通过浇注模具、表面活化处理、脱模烘干等一系列操作后得到复合塑料材料。制备而成的减震泡沫塑料材料，其缓冲减震效果好、质轻阻燃、绝缘性好，具有较好的应用前景。(2)本发明的减震泡沫塑料材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。实施例1(1)将玻璃粉末和二氯甲烷喷入到高温炉中加热反应，加热温度为950℃，持续保温时间15分钟，自然冷却，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和发泡剂的比例为11:3，玻璃粉末的喷射速率为5g/sec；(2)用无水乙醇清洗步骤(1)中的空心玻璃微球，置于通风橱中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)将无水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的质量比混合配成溶液，然后加入5份的乙烯基三乙氧基硅烷，置于磁力搅拌器上搅拌30分钟，形成偶联剂溶液；(4)将步骤(3)得到的偶联剂溶液倒入装有干燥空心玻璃微球的容器内，搅拌均匀以后用超声激振器处理60分钟，超声激振器的频率为300hz，然后过滤，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)将环氧树脂8份、聚氯乙烯5份、聚酰亚胺4份、硅藻土5份、炭黑3份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)偶联剂处理过的空心玻璃微球，搅拌均匀后，加入乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，温度加热上升至260℃，反应时间4h，然后温度自然冷却至160℃，加入高碳醇1份，保温反应30min，其中环氧树脂和空心玻璃微球的质量比为4:1；(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至70℃，再次加入乙二胺1份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；(7)将步骤(6)的模具放入到表面活化剂中处理，浸泡30min，然后进行脱模；(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的减震泡沫塑料材料的性能测试结果如表1所示。实施例2(1)将玻璃粉末和丙酮喷入到高温炉中加热反应，加热温度为950℃，持续保温时间17分钟，自然冷却，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和发泡剂的比例为11:3，玻璃粉末的喷射速率为5g/sec；(2)用无水乙醇清洗步骤(1)中的空心玻璃微球，置于通风橱中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)将无水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的质量比混合配成溶液，然后加入6份的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，置于磁力搅拌器上搅拌33分钟，形成偶联剂溶液；(4)将步骤(3)得到的偶联剂溶液倒入装有干燥空心玻璃微球的容器内，搅拌均匀以后用超声激振器处理65分钟，超声激振器的频率为300hz，然后过滤，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)将环氧树脂12份、聚氯乙烯7份、聚酰亚胺5份、硅藻土6份、炭黑4份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)偶联剂处理过的空心玻璃微球，搅拌均匀后，加入二乙烯三胺2份和苯乙烯-丁二烯聚合物2份，温度加热上升至280℃，反应时间4.3h，然后温度自然冷却至160℃，加入苯乙醇油酸酯2份，保温反应30min，其中环氧树脂和空心玻璃微球的质量比为4:1；(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至72℃，再次加入二乙烯三胺1份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；(7)将步骤(6)的模具放入到表面活化剂中处理，浸泡40min，然后进行脱模；(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的减震泡沫塑料材料的性能测试结果如表1所示。实施例3(1)将玻璃粉末和异氰酸酯喷入到高温炉中加热反应，加热温度为950℃，持续保温时间18分钟，自然冷却，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和发泡剂的比例为11:3，玻璃粉末的喷射速率为5g/sec；(2)用无水乙醇清洗步骤(1)中的空心玻璃微球，置于通风橱中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)将无水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的质量比混合配成溶液，然后加入7份的γ―氨丙基三甲氧基硅烷，置于磁力搅拌器上搅拌38分钟，形成偶联剂溶液；(4)将步骤(3)得到的偶联剂溶液倒入装有干燥空心玻璃微球的容器内，搅拌均匀以后用超声激振器处理75分钟，超声激振器的频率为300hz，然后过滤，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)将环氧树脂16份、聚氯乙烯9份、聚酰亚胺7份、硅藻土7份、炭黑5份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)偶联剂处理过的空心玻璃微球，搅拌均匀后，加入间二甲苯3份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物3份，温度加热上升至290℃，反应时间4.7h，然后温度自然冷却至160℃，加入苯乙酸月桂醇酯2份，保温反应30min，其中环氧树脂和空心玻璃微球的质量比为4:1；(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至76℃，再次加入间二甲苯2份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；(7)将步骤(6)的模具放入到表面活化剂中处理，浸泡50min，然后进行脱模；(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的减震泡沫塑料材料的性能测试结果如表1所示。实施例4(1)将玻璃粉末和环戊烷喷入到高温炉中加热反应，加热温度为950℃，持续保温时间20分钟，自然冷却，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和发泡剂的比例为11:3，玻璃粉末的喷射速率为5g/sec；(2)用无水乙醇清洗步骤(1)中的空心玻璃微球，置于通风橱中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)将无水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的质量比混合配成溶液，然后加入8份的3-氨丙基三甲氧基硅烷，置于磁力搅拌器上搅拌40分钟，形成偶联剂溶液；(4)将步骤(3)得到的偶联剂溶液倒入装有干燥空心玻璃微球的容器内，搅拌均匀以后用超声激振器处理80分钟，超声激振器的频率为300hz，然后过滤，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)将环氧树脂20份、聚氯乙烯10份、聚酰亚胺9份、硅藻土8份、炭黑6份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)偶联剂处理过的空心玻璃微球，搅拌均匀后，加入二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，温度加热上升至300℃，反应时间5h，然后温度自然冷却至160℃，加入二甲基硅油3份，保温反应30min，其中环氧树脂和空心玻璃微球的质量比为4:1；(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至80℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；(7)将步骤(6)的模具放入到表面活化剂中处理，浸泡60min，然后进行脱模；(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的减震泡沫塑料材料的性能测试结果如表1所示。对比例1(1)将玻璃粉末和二氯甲烷喷入到高温炉中加热反应，加热温度为950℃，持续保温时间15分钟，自然冷却，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和发泡剂的比例为11:3，玻璃粉末的喷射速率为5g/sec；(2)用无水乙醇清洗步骤(1)中的空心玻璃微球，置于通风橱中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)将无水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的质量比混合配成溶液，然后加入5份的乙烯基三乙氧基硅烷，置于磁力搅拌器上搅拌30分钟，形成偶联剂溶液；(4)将步骤(3)得到的偶联剂溶液倒入装有干燥空心玻璃微球的容器内，搅拌均匀以后用超声激振器处理60分钟，超声激振器的频率为300hz，然后过滤，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)将环氧树脂8份、聚酰亚胺4份、硅藻土5份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)偶联剂处理过的空心玻璃微球，搅拌均匀后，加入乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，温度加热上升至260℃，反应时间4h，然后温度自然冷却至160℃，加入高碳醇1份，保温反应30min，其中环氧树脂和空心玻璃微球的质量比为4:1；(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至70℃，再次加入乙二胺1份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；(7)将步骤(6)的模具放入到表面活化剂中处理，浸泡30min，然后进行脱模；(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的减震泡沫塑料材料的性能测试结果如表1所示。对比例2(1)将玻璃粉末和环戊烷喷入到高温炉中加热反应，加热温度为950℃，持续保温时间20分钟，自然冷却，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和发泡剂的比例为11:3，玻璃粉末的喷射速率为5g/sec；(2)用无水乙醇清洗步骤(1)中的空心玻璃微球，置于通风橱中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)将无水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的质量比混合配成溶液，然后加入8份的3-氨丙基三甲氧基硅烷，置于磁力搅拌器上搅拌40分钟，形成偶联剂溶液；(4)将步骤(3)得到的偶联剂溶液倒入装有干燥空心玻璃微球的容器内，搅拌均匀以后用超声激振器处理80分钟，超声激振器的频率为300hz，然后过滤，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)将环氧树脂20份、聚氯乙烯10份、聚酰亚胺9份、硅藻土8份、炭黑6份混合均匀后加入马弗炉中煅烧，加热温度至60℃预热，同时加入步骤(4)偶联剂处理过的空心玻璃微球，搅拌均匀后，加入二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，温度加热上升至300℃，反应时间5h，然后温度自然冷却至160℃，加入二甲基硅油3份，保温反应30min，其中环氧树脂和空心玻璃微球的质量比为4:1；(6)将步骤(5)的反应液自然冷却至80℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，搅拌均匀后，浇注到模具中，室温固化24h；(7)将步骤(6)的模具进行脱模；(8)将步骤(7)的脱模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的减震泡沫塑料材料的性能测试结果如表1所示。将实施例1-4和对比例1-2的制得的减震泡沫塑料材料分别进行密度、拉伸弹性模量、介电常数这几项性能测试。表1密度(g/cm3)拉伸弹性模量介电常数(f/m)实施例10.83950.1532.37实施例20.72940.1622.45实施例30.77480.1692.35实施例40.80170.1792.41对比例11.12930.5383.74对比例21.84041.0934.63本发明的一种减震泡沫塑料材料的制备方法利用特异性的空心玻璃微球进行偶联反应，使环氧树脂、聚氯乙烯、聚酰亚胺、硅藻土、炭黑等原材料聚合在一起，通过马沸炉加热煅烧、添加消泡剂、固化剂、增韧剂等成分提高复合材料的性能，然后通过浇注模具、表面活化处理、脱模烘干等一系列操作后得到复合塑料材料。制备而成的减震泡沫塑料材料，其缓冲减震效果好、质轻阻燃、绝缘性好，具有较好的应用前景。本发明的减震泡沫塑料材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。当前第1页12