一种泡沫尼龙6的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种泡沫尼龙6的制备方法，制备得到的 泡沫尼龙6可应用于很多领域，如绝热、隔音、缓冲垫等。
【背景技术】
[0002] -般来说，热塑性泡沫塑料包括PVC、聚乙烯和聚丙烯等泡沫塑料，目前制备热塑 性泡沫塑料的常见方法有以下几种：
[0003] (1)将压缩气体注入到聚合物熔体中是一种常见的制备方法，或者将发泡剂和热 不稳定填料引入到聚合物熔体中，聚合物熔体在分解过程中会释放气体，但是这种方法制 备出的产物泡孔结构与发泡倍率有时候难以控制并且制备的泡沫塑料的泡孔可能具有不 规则尺寸;还可以将溶于聚合物熔体的化合物引入到聚合物熔体中，通过挥发这些化合物 来制备泡沫塑料。
[0004] (2)另一种常见的制备方法是依靠释放气体，例如二氧化碳的化学反应来制备泡 沫塑料，比如，对于通过异氰酸酯、多元醇和水之间的反应来制备聚氨酯，同时释放二氧化 碳而制得聚氨酯泡沫塑料
[0005] (3)还有一种常见的制备方法是通过对聚合物熔体强烈的机械搅拌来制备泡沫塑 料，通过强烈的搅拌聚合物的溶液、乳液或悬浮液，使之产生泡沫，然后经过胶凝和固化得 到泡沫塑料称为机械发泡。在搅拌的过程中可以通入空气和加入乳化剂或者表面活性剂来 缩短搅拌时间，必须选择合适的表面活性物质使搅拌产生的泡沫稳定一段时间，让泡壁内 的聚合物得以固定，比如脲甲醛泡沫塑料就是通过机械搅拌而制得的。
[0006] 泡沫尼龙6也可以借助机械搅拌通过让异氰酸酯和内酰胺单体与用于活化阴离子 聚合的碱接触来制得。比如一种用于生产泡沫尼龙6的制备方法，该泡沫尼龙6的原料包括 具有至少两个异氰酸酯官能团化合物、内酰胺单体、用于活化阴离子聚合的碱和具有至少 一个羟基官能团的非离子含氟表面活性剂的可发泡组合物。该泡沫尼龙6制备方法较为简 单，直接由内酰胺单体原位制得泡沫尼龙6,不需要引入外部化合物，尤其对于制备泡沫塑 料来说，该方法可以控制发泡反应。其次，该方法更是灵活的：具体来说，通过该方法，尤其 是通过适当的调整表面活性剂的种类和用量，可以轻易获得各种属性和性能的泡沫尼龙6， 但是制备出来的泡沫尼龙6泡孔分布不够均匀，泡孔的尺寸较大，性能不足，而调节泡孔尺 寸和分布是改善泡沫尼龙6性能的一种有效途径。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种泡沫尼龙6的制备方法，通过该方法所制备得到的泡 沫尼龙6不仅具有泡沫塑料优良的性能，而且具有比一般泡沫塑料更优秀的机械性能和热 性能，特别表现在其拉伸强度、压缩强度和耐热性等方面。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的：
[0009] -种泡沫尼龙6的制备方法，包括以下步骤：
[0010] (1)、将己内酰胺在反应容器中加热至90-150°C，使己内酰胺熔融，真空脱水，真空 度为 10-LlO-3Pa;
[0011] (2)、接着将反应容器加热至150-175°C，加入催化剂，继续抽真空，其中加入的催 化剂与己内酰胺的重量比为0.5-5:100，真空度为;
[0012](3)、将反应容器加热至155-185°(3，按照活化剂与己内酰胺的重量比为7.5-25: 100的比例加入活化剂，搅拌混勾后，关闭搅拌，使其自然发泡成型，保温30-60min后冷却， 即得产物泡沫尼龙6。
[0013]步骤(2)中，所述催化剂为金属钠、金属钾、金属镁、金属锂、氢氧化钠、碳酸钠、氢 化钠及醇钠化合物中的一种。
[0014]步骤(3)中，所述活化剂为经过有机氟改性的改性活化剂，对应所述改性活化剂的 原活化剂为异氰酸酯、乙酰基己内酰胺、碳酸酯及羧酸酯中的一种。
[0015]步骤⑶中，所述活化剂通过如下方法制备：
[0016]①、将原活化剂在反应容器中加热至70_100°C，磁力搅拌，使原活化剂充分预热； [0017]②、按照有机氟中0H与原活化剂中NCO的摩尔比为1: 2-5的比例，逐滴向反应容器 中滴加有机氟，磁力搅拌，使有机氟与原活化剂充分反应，反应时间为60-120min，制得改性 活化剂；
[0018] ③、将脱水预热的甲苯加入反应容器中，搅拌使得步骤②中的改性活化剂溶解在 热甲苯中，使残余的原活化剂溶解在甲苯中，将其倒出至广口容器中，待其冷却分层，除去 上层的甲苯溶液，即除去残余的原活化剂，得到下层的改性活化剂；
[0019] ④、将己内酰胺在反应容器中加热至90-150°C，使己内酰胺熔融得到己内酰胺熔 体，真空脱水，真空度为10-LlO- 3;pa;
[0020] ⑤、按照改性活化剂与己内酰胺重量比为10-20:100的比例，向步骤④得到的己内 酰胺熔体中加入步骤③中得到的改性活化剂，磁力搅拌，使改性活化剂与己内酰胺充分反 应，制得己内酰胺封端的改性活化剂，待其冷却结晶后，用蒸馏水洗涤除去过量的己内酰 胺，烘干后得到最终产物改性活化剂。
[0021 ]步骤②中，所述有机氟为全氟聚醚、端羟基氟树脂及氟醇。
[0022] 步骤③中，所述甲苯经过金属钠回流脱水，并且预热至60_80°C。
[0023] 本发明通过制备含表面活性链段的改性活性剂，通过添加适量的改性活性剂，使 己内酰胺在阴离子聚合的时候同时伴随着发泡过程，直接从己内酰胺单体制备得泡沫尼龙 6。由于泡沫尼龙6的基体是尼龙6,因此由酰胺基团提供的大量氢键使泡沫尼龙6具备较好 的拉伸强度、压缩强度和耐热性。
【具体实施方式】
[0024] 为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐 述。
[0025]下面实施例是对本发明的进一步说明，而非限制本发明的保护范围。
[0026] 实施例一
[0027]本发明一种泡沫尼龙6的制备方法，包括以下步骤：
[0028] (1)将40重量份的己内酰胺置于反应容器中加热至120°C，使得己内酰胺熔融，真 空脱水30min，真空度保持在10-LlO-3Pa;
[0029] (2)打开反应容器的泄压阀门，解除真空，将反应容器加热至160°C，加入1.5重量 份的催化剂氢氧化钠，真空脱水30min，真空度保持在;
[0030] (3)解除真空，加入6重量份的全氟聚醚改性活化剂，迅速磁力搅拌下混匀后，关闭 搅拌，使其自然发泡成型，保温60min后自然冷却即得泡沫尼龙6。
[0031 ]步骤(3)中，全氟聚醚改性活化剂通过如下方法制备：
[0032]①、将原活化剂异氰酸酯在反应容器中加热至80°C，磁力搅拌，使原活化剂充分预 执. ，
[0033]②、按照全氟聚醚中0H与原活化剂异氰酸酯中NCO的摩尔比为1: 2.5的比例，逐滴 向反应容器中滴加全氟聚醚，磁力搅拌，使全氟聚醚与原活化剂异氰酸酯充分反应，反应时 间为90min，制得改性活化剂；
[0034]③、将经过金属钠回流脱水，并且预热至60°C的甲苯加入反应容器中，搅拌使得步 骤②中的改性活化剂溶解在热甲苯中，使残余的异氰酸酯溶解在甲苯中，将其倒出至广口 容器中，待其冷却分层，除去上层的甲苯溶液，即除去残余的异氰酸酯，得到下层的改性活 化剂；
[0035]④、将己内酰胺在反应容器中加热至140°C，使己内酰胺熔融得到己内酰胺熔体， 真空脱水，真空度保持在HTlK^Pa;
[0036] ⑤、按照改性活化剂与己内酰胺重量比为10:100的比例，向步骤④得到的己内酰 胺熔体中加入步骤③中得到的改性活化剂，磁力搅拌，使改性活化剂与己内酰胺充分反应， 制得己内酰胺封端的改性活化剂，待其冷却结晶后，用蒸馏水洗涤除去过量的己内酰胺，烘 干后得到最终产物全氟聚醚改性活化剂。
[0037] 通过实施例一所得泡沫尼龙6的性能如表一：
[0038] 表一实施例一制备得到的泡沫尼龙6的各项性能指标
[0039]
[0040]上述实验数据表明，制备得到的泡沫尼龙6具有较好的拉伸强度、压缩强度和耐热 性。
[0041 ] 实施例二
[0042]本发明一种泡沫尼龙6的制备方法，包括以下步骤：
[0043] (1)将40重量份的己内酰胺置于反应容器中加热至150°C，真空脱水30min，真空度 保持在 10-lio-3Pa;
[0044] (2)打开反应容器的泄压阀门，解除真空，将反应容器加热至170°C，加入0.6重量 份的催化剂氢化钠，真空脱水30min，真空度保持在;
[0045] (3)解除真空，加入10重量份的端羟基氟树脂改性活化剂，迅速磁力搅拌下混匀 后，关闭搅拌，使其自然发泡成型，保温30min后自然冷却即得泡沫尼龙6。
[0046] 步骤(3)中，端羟基氟树脂改性活化剂通过如下方法制备：
[0047] ①、将原活化剂异氰酸酯在反应容器中加热至85°C，磁力搅拌，使原活化剂充分预 执. ，
[0048] ②、按照端羟基氟树脂中0H与原活化剂异氰酸酯中NCO的摩尔比为1:3的比例，逐 滴向反应容器中滴加端羟基氟树脂，磁力搅拌，使端羟基氟树脂与原活化剂异氰酸酯充分 反应，反应