本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种改性三聚氰胺泡沫塑料及其制备方法。
背景技术：
三聚氰胺泡沫塑料是近年来发展起来的一种开孔率高达99%以上的三维网格结构的热固型泡沫塑料，其高开孔率使得声波能有效的进入泡沫体深层，并转变为网格的振动能被消耗和吸收，且能有效的消除反射波，其降噪系数高达0.8；三聚氰胺泡沫塑料的三维网格结构能有效阻滞空气的对流，导热系数仅为0.034，在明火条件下不产生流滴和有毒烟雾，作为一种低密度、阻燃、吸声、隔热、环保的化工新型材料，三聚氰胺泡沫塑料在民用、工业、建筑装修等领域具有很高的应用价值与市场潜力；三聚氰胺泡沫塑料本征阻燃，在不添加任何阻燃剂的情况下即能达到阻燃b1级别，但在一些特殊应用场所及高层建筑中对材料的阻燃性能要求更高，同时对甲醛的释放量控制更加严格，所以对三聚氰胺泡沫塑料进行改性处理以获得更高的阻燃性能和更低的甲醛释放量还有待进一步的研究。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种改性三聚氰胺泡沫塑料及其制备方法，制备得到的三聚氰胺泡沫塑料具有甲醛含量低、氧指数高、燃烧热值低，同时生产成本降低的特点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种改性三聚氰胺泡沫塑料，由以下重量份数的原料组成，三聚氰胺25～65份，多聚甲醛20～45份，水15～40份，氢氧化钠0.1～1份，稳定剂1～8份，阻燃剂2～5份，改性剂3～20份。
进一步的，所述阻燃剂为氧化镁、三氧化二锑、三氧化钼中的至少一种。
进一步的，所述改性剂为硅藻土、滑石粉、高岭土、蒙脱土、海泡石、玻璃微珠、空心微珠、石墨、碳化硅、氮化硼、碳纳米管、石墨烯中的至少一种，且改性剂粒径d90不大于5μm。
所述稳定剂为偏硫酸钠、硫代硫酸钠、过硫酸钠、亚硫酸钠中的至少一种。
一种改性三聚氰胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应釜中加入水、多聚甲醛、氢氧化钠、稳定剂，升温至75℃后加入三聚氰胺，然后升温至90℃～110℃，反应20～60min至溶液澄清透明，继续保温5～20min后出料，得到三聚氰胺甲醛树脂溶液；
(2)将步骤（1）制得的三聚氰胺甲醛树脂溶液冷却至10℃～20℃，加入阻燃剂与改性剂，搅拌均匀后，再加入发泡助剂混合均匀后在微波炉中发泡，然后移至烘箱熟化，得到改性三聚氰胺泡沫塑料。
进一步的，所述发泡助剂为乳化剂、固化剂和发泡剂的混合物，乳化剂、固化剂和发泡剂的加入量均为三聚氰胺甲醛树脂液质量的1～15%。
进一步的，所述固化剂为甲酸、乙酸、草酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种；所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、异己烷、二氯甲烷、三氯甲烷中的至少一种；所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硬质酸钠、聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种；所述固化剂的加入量为预聚体树脂溶液的1～8%；所述发泡剂的加入量为预聚体树脂溶液的3～10%；所述乳化剂的加入量为预聚体树脂溶液的2～9%。
进一步的，所述微波发泡功率为2000～4000w，发泡时间为3～6min。
进一步的，所述熟化温度为120～180℃，熟化时间为1～4h。
本发明具有的优点是：
1.本发明在树脂制备的工艺阶段进行了更精准的控制，反应釜升温至75℃后加入三聚氰胺，一方面使多聚甲醛在水中的溶解更加充分，另一方面避免了三聚氰胺在温度较低时加入引起搅拌过程中剪切力过大导至物料固化，反应釜升温至90℃～110℃，反应20～60min后溶液澄清透明，继续保温反应5～20min后出料，保证了反应的完全进行以及对树脂的聚合度有效的控制，使得分子量分布较为均匀，树脂粘度适中；
2.本发明在树脂制备的过程中引入稳定剂，稳定剂的存在一方面对体系的ph值有一定的缓冲作用，另一方面稳定剂能对体系中残余的或分解的甲醛产生氧化还原作用，降低游离甲醛的量；
3.本发明在三聚氰胺甲醛树脂液冷却后与阻燃剂、改性剂进行混合，无机材料的加入不仅能提高材料力学性能，而且对氧指数的提高以及燃烧热值的下降都起着非常重要的作用，同时还能降低三聚氰胺泡沫塑料的生产成本。
具体实施方式
以下实施例中每份重量为10g。
实施例1
依次向反应釜中加入35份水、40份多聚甲醛、0.15份氢氧化钠、2份偏硫酸钠，升温至75℃后加入60份三聚氰胺，然后升温至95℃，反应40min后溶液澄清透明，继续保温反应6min后出料，得到三聚氰胺甲醛树脂溶液137.15份。
取上述冷却至15℃的三聚氰胺甲醛树脂溶液，加入6.2份氧化镁与14份蒙脱土，搅拌均匀后，加入甲酸3.4份、正戊烷10.9份、十二烷基苯磺酸钠6.3份，搅拌混合均匀后，在微波炉中发泡5min，发泡功率为2500w，然后移至烘箱在120℃条件下熟化4h，得到改性三聚氰胺泡沫塑料。
实施例2
依次向反应釜中加入40份水、35份多聚甲醛、0.1份氢氧化钠、2.5份硫代硫酸钠，升温至75℃后加入55份三聚氰胺，然后升温至105℃，反应30min后溶液澄清透明，继续保温反应10min后出料，得到三聚氰胺甲醛树脂溶液132.6份。
取上述冷却至10℃的三聚氰胺甲醛树脂溶液，加入4.6份三氧化钼与19份高岭土，搅拌均匀后，加入乙酸4份、二氯甲烷9.5份、硬脂酸钠7.3份，搅拌混合均匀后，在微波炉中发泡4min，发泡功率为2000w，然后移至烘箱在180℃条件下熟化1h，得到改性三聚氰胺泡沫塑料。
实施例3
依次向反应釜中加入35份水、45份多聚甲醛、0.25份氢氧化钠、3份过硫酸钠，升温至75℃后加入65份三聚氰胺，然后升温至90℃，反应45min后溶液澄清透明，继续保温反应8min后出料，得到三聚氰胺甲醛树脂溶液148.25份。
取上述冷却至20℃的三聚氰胺甲醛树脂溶液，加入7.6份三氧化二锑与16.5份滑石粉，搅拌均匀后，加入柠檬酸4.8份、异己烷8.3份、十二烷基硫酸钠5.5份，搅拌混合均匀后，在微波炉中发泡6min，发泡功率为3000w，然后移至烘箱在160℃条件下熟化2h，得到改性三聚氰胺泡沫塑料。
实施例4
依次向反应釜中加入15份水、20份多聚甲醛、0.1份氢氧化钠、1份过硫酸钠，升温至75℃后加入25份三聚氰胺，然后升温至95℃，反应45min后溶液澄清透明，继续保温反应7min后出料，得到三聚氰胺甲醛树脂溶液61.1份。
取上述冷却至10℃的三聚氰胺甲醛树脂溶液，加入2份三氧化二锑与3份滑石粉，搅拌均匀后，加入甲酸0.611份、异戊烷1.833份、十二烷基硫酸钠1.222份，搅拌混合均匀后，在微波炉中发泡5min，发泡功率为4000w，然后移至烘箱在160℃条件下熟化2h，得到改性三聚氰胺泡沫塑料。
实施例5
依次向反应釜中加入20份水、25份多聚甲醛、0.12份氢氧化钠、1.2份过硫酸钠，升温至75℃后加入35份三聚氰胺，然后升温至105℃，反应35min后溶液澄清透明，继续保温反应6min后出料，得到三聚氰胺甲醛树脂溶液81.32份。
取上述冷却至15℃的三聚氰胺甲醛树脂溶液，加入2.5份氧化镁与3.5份碳化硅粉，搅拌均匀后，加入甲酸0.9份、异戊烷2.1份、十二烷基硫酸钠1.5份，搅拌混合均匀后，在微波炉中发泡3min，发泡功率为2000w，然后移至烘箱在180℃条件下熟化1h，得到改性三聚氰胺泡沫塑料。
对比例1
该实施例为对比例，在树脂制备阶段不加入稳定剂，在树脂冷却后不加入阻燃剂与改性剂，直接与发泡助剂进行混合后微波发泡。
依次向反应釜中加入30份水、36份多聚甲醛、0.05份氢氧化钠，升温至75℃后加入50份三聚氰胺，然后升温至110℃，反应25min后溶液澄清透明，继续保温反应7min后出料，得到三聚氰胺甲醛树脂溶液116.05份。
取上述冷却至15℃的三聚氰胺甲醛树脂溶液，加入酒石酸4.6份、异戊烷8.2份、聚氧乙烯醚硫酸钠4.1份，搅拌混合均匀后，在微波炉中发泡3min，发泡功率为3500w，然后移至烘箱在140℃条件下熟化3h，得到改性三聚氰胺泡沫塑料。
取实施例1～实施例6所制得的三聚氰胺泡沫塑料进行性能测试，测试结果如下所示:
通过表中数据可以看出，本发明所制得的改性三聚氰胺泡沫塑料具有较高的力学强度、甲醛含量低、氧指数高、燃烧热值低，同时生产成本降低，应用前景广阔。