一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法与流程

本发明涉及一种吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料，用于制备聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其复合材料，属于泡沫材料制备。

背景技术：

1、聚甲基丙烯酰亚胺泡沫是一种高性能泡沫，其优异的力学性能和耐热性能使其在航空航天、轨道交通、汽车、运动器材、医疗等领域有潜在的应用价值，而偏高的价格有限制了其广泛的运用。为了满足聚甲基丙烯酰亚胺在特殊领域(航空航天、轨道交通、船舶等)的应用，研究人员对其作了功能性方面的提升，比如具有吸波功能的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，但制备过程中加入的吸收剂、增粘剂(pmma、甲基纤维素)等容易使泡沫性能下降(吸收剂、增粘剂的添加会破坏泡沫的泡孔及改变泡沫泡孔结构)，损失了材料结构性方面的性能。助剂、改性剂提前对吸收剂的分散，不仅充分的对吸收剂进行了一次分散，同时能够改变分子链结构一定程度上增强了泡沫性能并赋予其他性能。从而满足特殊领域对泡沫材料的结构要求。同时低价格的丙烯腈代替甲基丙烯腈大大降低了泡沫的成本

技术实现思路

1、为解决吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫中吸收剂分散不均匀，力学性能低的问题，本发明提供一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法：通过加入一种或多种改性剂、助剂，利用其粘度充分分散吸收剂，从而避免添加增粘剂对泡沫力学性能的影响；而且改性剂在体系中起一定的交联作用，能够一定程度上改善泡沫的力学性能。

2、本发明采取的技术方案为：

3、(1)改性剂、助剂及吸收剂按比例混合，充分搅拌，形成具有一定粘度的混合液体料a；

4、(2)单体甲基丙烯酸、丙烯腈按比例混合后，加入一定量的引发剂、交联剂、发泡剂、缓聚剂、阻聚剂，搅拌，合适的温度范围内在釜中反应，得到具有一定粘度的混合液体料b；

5、(3)将混合液体料a加入混合液体料b中搅拌30—60min，搅拌均匀后抽真空排除体系内气泡，将其灌注到模具框中并密封，在20-50℃温度范围内共聚，待完全反应固化后脱模得到预聚体；

6、(4)预聚体在120—210℃温度范围内的烘箱中进行发泡得到密度在70—90kg/m3的均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫。

7、作为优选的方案，原材料包括单体甲基丙烯酸和丙烯腈及其他共聚单体、吸收剂、交联剂、发泡剂、改性剂、助剂、引发剂、阻聚剂及缓聚剂，配方组成如下：

8、单体：甲基丙烯酸40-60份、丙烯腈40-60份

9、共聚体：1-2份

10、改性剂：1-20份

11、吸收剂：1-5份

12、交联剂：1-2份

13、引发剂：1-2份

14、发泡剂：1-10份

15、助剂：1-5份

16、阻聚剂：0.1-1份

17、缓聚剂：1-2份

18、作为优选的方案，改性剂选自苯乙烯、苯乙烯色母粒、液态磷酸酯类(磷酸二甲酯、磷酸二苯甲酯、磷酸二乙酯、羟甲磷酸二甲酯等)阻燃剂、白炭黑中的一种或多种；

19、作为优选的方案，吸收剂选自短切磁性纤维(c纤维、sic纤维、铝碳化纤维、含铍碳纤维等)、石墨烯、氮化钛、碳纳米管、c粉、石墨、金属包石墨(铜包石墨粉、镍包石墨粉)中的一种或多种；

20、作为优选的方案，交联剂选自甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁、甲级丙烯酸烯丙酯、双马来酰亚胺一种或多种；

21、作为优选的方案，引发剂选自偶氮二异丁腈(aibn)、过氧化二月桂酰(lpo)、过氧化二苯甲酰(bpo)、过氧化二碳酸酯(bchpc)、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯(tbpeh)、过氧化苯甲酸叔丁酯(tbpb)、过氧化新葵酸枯基酯(cpnd)三种或三种以上；

22、作为优选的方案，助剂选自液化双马来酰亚胺树脂、羟基硅油、丁腈橡胶、硫代二乙二醇氨基丁烯酸酯中的一种或多种；

23、作为优选的方案，发泡剂包括化学发泡剂和物理发泡剂，化学发泡剂选自甲酰胺、n-n二甲基甲酰胺(dmf)、尿素中的一种或多种；物理发泡剂选自叔丁醇、异丙醇、异丁醇、戊醇中的一种或多种；

24、作为优选的方案，共聚单体选自衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸叔丁酯中的一种或多种；

25、作为优选的方案，阻聚剂选自对苯二酚、对苯醌中的一种；缓聚剂选自甲基苯乙烯、亚硝基苯中的一种；

26、采用本方法的优点是：

27、(1)因为改性剂、助剂溶解后或本体具有粘度，利用其粘度充分分散吸收剂，从而避免常见制备方法中添加增粘剂对泡沫力学性能的影响；

28、(2)助剂液态双马来酰亚胺、丁腈橡胶、羟基硅油等的添加起一定交联作用且能够与侧链反应实现一定的链增长从而增加分子量使结构更加稳定，进而改善泡沫的力学性能，同时助剂起表面活性剂的作用，减小了预聚体与模具的粘结，使脱模变得更加容易，操作工艺简单化；

29、(3)吸收剂的添加量与电性能强弱成正比关系，吸收剂添加量越多电性能越好，但加入到一定量的吸收剂后会对体系聚合完全度造成不良影响，对泡沫的密度及结构性能不利；而吸收剂的协同使用能够大大减少添加量同时赋予泡沫相应或更好的电性能的效果。

30、(4)丙烯腈代替甲基丙烯腈从原材料价格上面极大降低了材料成本。

技术特征：

1.一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：原材料包括单体甲基丙烯酸和丙烯腈及其他共聚单体、吸收剂、交联剂、发泡剂、改性剂、助剂、引发剂、阻聚剂及缓聚剂，配方组成如下：

3.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：改性剂选自苯乙烯、苯乙烯色母粒、液态磷酸酯类(磷酸二甲酯、磷酸二苯甲酯、磷酸二乙酯、羟甲磷酸二甲酯等)阻燃剂、白炭黑中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：吸收剂选自短切磁性纤维(c纤维、sic纤维、铝碳化纤维、含铍碳纤维等)、石墨烯、氮化钛、碳纳米管、c粉、石墨、金属包石墨(铜包石墨粉、镍包石墨粉)中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：交联剂选自甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁、甲级丙烯酸烯丙酯、双马来酰亚胺一种或多种。

6.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：引发剂选自偶氮二异丁腈(aibn)、过氧化二月桂酰(lpo)、过氧化二苯甲酰(bpo)、过氧化二碳酸酯(bchpc)、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯(tbpeh)、过氧化苯甲酸叔丁酯(tbpb)、过氧化新葵酸枯基酯(cpnd)三种或三种以上。

7.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：助剂选自液化双马来酰亚胺树脂、羟基硅油、丁腈橡胶、硫代二乙二醇氨基丁烯酸酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：发泡剂包括化学发泡剂和物理发泡剂，化学发泡剂选自甲酰胺、n-n二甲基甲酰胺(dmf)、尿素中的一种或多种；物理发泡剂选自叔丁醇、异丙醇、异丁醇、戊醇中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：共聚单体选自衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸叔丁酯中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：阻聚剂选自对苯二酚、对苯醌中的一种；缓聚剂选自甲基苯乙烯、亚硝基苯中的一种。

技术总结
本发明公开了一种均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，利用助剂、改性剂的粘度，将吸收剂充分分散，再与单体二次混合、聚合、发泡得到均质吸波聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，所述泡沫材料的吸收剂能够有效均匀的分散于体系中且添加量可控，改性剂和助剂的添加使制得的泡沫具有良好的吸波性能和优异的力学性能。

技术研发人员：张冀,田嘉颐
受保护的技术使用者：广东恒宝缘新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23