一种生产聚合物泡沫的方法与一种夹层泡沫技术

本发明专利技术公开了一种生产聚合物泡沫的方法与一种夹层泡沫，方法步骤：1)将邻苯二甲腈单体、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；或者步骤1)为：将邻苯二甲腈单体与纳米填料的混合物、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；其他两步相同；该方法所生产的聚合物泡沫。一种夹心泡沫结构，包括聚合物泡沫，该聚合物泡沫两旁分别设置有第一表层与第二表层。夹心泡沫结构在制备隔热材料和/或隔音材料和/或填充材料和/或漂浮装置和/或过滤装置和/或汽车部件中的应用。本发明专利技术生产的聚合物泡沫性能好，具有较广的应用前景。

A method for the production of polymer foams and a sandwich foam

The invention discloses a method for producing polymer foam and a laminated foam method comprises the following steps: 1), the adjacent benzene two benzonitrile monomer, curing agent is mixed in to melt the monomer temperature to form prepolymer; 2) of the prepolymer, foaming agent mixed regulation, made of foam concrete complexes; 3) at the same time, foaming and curing polymer foam; or step 1): the mixture, curing agent adjacent benzene two cyano monomer and nano filler in the melt temperature of mixed monomers, to form prepolymer; other two step; polymer foam produced by the process the. A sandwich foam structure, including a polymer foam, which are separately arranged with the first surface layer and the second surface. The sandwich foam structure is used in the preparation of heat insulation materials and / or sound insulation materials and / or filling materials and / or floating devices and / or filter devices and / or automotive components. The polymer foam produced by the invention has good performance and has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种生产聚合物泡沫的方法与一种夹层泡沫
本专利技术涉及一种生产聚合物泡沫的方法与一种夹层泡沫。
技术介绍
由于聚合物泡沫的化学惰性，良好的声学特性，强度重量比，以及易于制造成各种形式的特点，聚合物泡沫作为代替传统的金属泡沫材料的一种手段，已经引起了极大的兴趣，如铝泡沫。在聚合物泡沫中，相比热塑性泡沫，热固性塑料的泡沫由于其顽固性和较少通用的加工方法发展比较缓慢。例如，热固性泡沫塑料的处理往往需要若干参数的同步，例如处理温度，所述热固性树脂的流变曲线，固化速率和发泡剂的反应的速率。产生热固性基泡沫的方法包括使用物理和/或化学气体起泡剂/发泡剂(FAS)。良好控制的反应速度是必需的，因为粘度的增加会太慢或太快，可能会导致不完全发泡或形成的空洞的坍塌，从而损害了形成的结构的发展的。另外，聚合物树脂和固化剂之间的反应进行了在不适当的速率可能导致在最终的泡沫细胞的不规则性。这些反过来影响了发泡结构的机械性能。聚合物的差的耐热性还可能导致泡沫结构不适合在许多应用中使用。在考虑到上述情况，仍然需要一种改进的聚合物泡沫，能够解决上述至少一个问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产聚合物泡沫的方法与一种夹层泡沫。本专利技术所采取的技术方案是：一种生产聚合物泡沫的方法，包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；或者，该方法包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体与纳米填料的混合物、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；其中，所述的邻苯二甲腈单体为结构式如(I)、(II)、(III)所示中的至少一种：上述结构式中，M是一个直接的键，或者是选自以下的连接基团：任选取代的C1-C20烷基的基团，任选取代的C2-C20烯基，任选取代的C2-C20炔基，任选取代的单环，稠合多环或桥连多环的C5-C20芳基，任选取代的C3-C20单-，或聚环烷基，任选取代的C3-C20单-，或多-环烯基；任选取代的2-20元杂烷基，任选取代的2-20元杂烯基，任选取代的2-20元杂炔基，任选取代的5-20元单环，稠合多环或桥连多环杂芳基，任选取代的3-20元单-或聚-杂环烷基，和任选取代的3-20元单-，或多-杂环烯基，-O-，-NR-，以及-S-；N是什么都没有，或者是选自任选被取代的单环，稠合多环或桥连多环C5-C20芳基和任选取代的5-20元单环，稠合多环或桥连的多环杂芳基，双酚A，间苯二酚，以及它们的混合物其中一种；每个结构式中的R1和R2独立地选自：任选取代的C1-C6烷基组，任选取代的C5-C20芳基，羟基，烷氧基，氰基，卤素基，硝基，甲硅烷基和氨基；其中m，n，x和y独立地是0，1，2或3；其中p和q独立地为0，1或2；并且其中z为1～20范围内的整数。两种方法中的步骤3)为：将发泡混合物加热到设定温度或高于设定温度下同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；所述的设定温度为：邻苯二甲腈单体的熔融温度、发泡剂的分解温度两者中的更高值。所述的纳米填料包括下列物质中的至少一种：纳米二氧化硅、纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米石墨、纳米二氧化钛、纳米氧化锆、纳米氧化锌、纳米氧化钇、纳米钛酸钡、纳米滑石粉、纳米云母、纳米硫酸钡、纳米碳酸钙、纳米硅灰石、纳米高岭土、纳米水镁石、纳米硅藻土、纳米膨润土、纳米硅微粉、纳米浮石粉、纳米凹凸棒土、纳米硫酸钙、纳米硫酸镁、纳米粘土、纳米蛭石、纳米海泡石、纳米硅酸镁、纳米硅酸铝、碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米颗粒、碳纳米棒、纳米碳纤维、碳纤维纳米圆盘；所述的纳米填料的用量为最终聚合物泡沫的0.1-30wt％。所述的固化剂为芳香胺，其用量为邻苯二甲腈单体的1-7mol％。所述的芳香胺为1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-二(4-氨基苯氧基)苯、(4-氨基苯氧基)苯、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜中的至少一种。所述的发泡剂为物理发泡剂和/或化学发泡剂；发泡剂的用量为发泡混合物的1-20wt％。所述的发泡调控剂包括下列物质中的至少一种：硅酮系化合物、亲水性二氧化硅、亲水性陶瓷颗粒、具有消泡和/或抑泡能力的非离子型表面活性剂；发泡调控剂的用量为发泡混合物的0-5wt％。上述方法所生产的聚合物泡沫。一种夹心泡沫结构，包括上述制备的聚合物泡沫，该聚合物泡沫两旁分别设置有第一表层与第二表层。所述的夹心泡沫结构在制备隔热材料和/或隔音材料和/或填充材料和/或漂浮装置和/或过滤装置和/或汽车部件中的应用。本专利技术的有益效果是：本专利技术生产的聚合物泡沫性能好，具有较广的应用前景。具体的：本专利技术在制备聚合物泡沫的过程中，发泡与固化反应同步进行，发泡剂分解放出的气泡被截留在泡沫体中，气孔的孔径为100-2000μm，大部分气泡或全部起泡相互之间是连通的，得到的这种独特结构的泡沫具有潜在的应用价值：如在制备隔热材料和/或隔音材料和/或填充材料和/或漂浮装置和/或过滤装置和/或汽车部件中具有较好的应用前景。附图说明图1是基于邻苯二甲腈(PN)的单体的示意图。在示出的实施方案中，单体含有4个腈基(CN)，它们分别连接到一个或多个芳香环间隔基团上，统称由Ar表示。图2是一个示意图，表明根据各种实例发泡混合物的制备和一步同步聚合发泡的过程。图3显示了添加(a)1.5wt％、(b)2.5wt％和(c)3.0wt％的发泡剂的泡沫横截面和泡孔单元尺寸分布的二次电子成像(SEI)显微照片；图3也显示了添加(d)1.5wt％、(e)2.5wt％和(f)3.0wt％发泡剂的泡沫中泡孔孔径(毫米)与对应尺寸的泡孔百分占比的柱状关系图。图4为PN泡沫的致密压缩行为下的应力—应变曲线的曲线图，为0.04g/cm3，0.08g/cm3，0.12g/cm3、0.15g/cm3和0.20g/cm3。Y轴：压缩强度(MPa)；x轴：应变％。图5是表示无填料的PN/多壁碳纳米管(MWNT)体系的复数粘度曲线。图6为纯PN泡沫材料的横截面图和泡孔尺寸分布。图7为10cm×10cm×2cm和20cm×20cm×5cm的尺寸的PN泡沫材料的照片。图8为本专利技术实施例中泡沫材料燃烧测试的照片。图9为本专利技术实施例中泡沫材料的结构示意图。具体实施方式一种生产聚合物泡沫的方法，包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；或者，该方法包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体与纳米填料的混合物、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；优选的，所述的邻苯二甲腈单体为结构式如(I)、(II)、(III)所示中的至少一种：上述结构式中，M是一个直接的键，或者是选自以下的连接基团：任选取代的C1-C20烷基的基团，任选取代的C2-C20烯基，任选取代的C2-C20炔基，任选取代的单环，稠合多环或桥连多环的C5-C20芳基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产聚合物泡沫的方法，其特征在于：包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化，得到聚合物泡沫；或者，该方法包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体与纳米填料的混合物、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；其中，所述的邻苯二甲腈单体为结构式如(I)、(II)、(III)所示中的至少一种：

【技术特征摘要】
1.一种生产聚合物泡沫的方法，其特征在于：包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化，得到聚合物泡沫；或者，该方法包括步骤：1)将邻苯二甲腈单体与纳米填料的混合物、固化剂在足以熔化单体的温度下混合，以形成预聚物；2)将预聚物、发泡调控剂混合，制成发泡混合物；3)同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；其中，所述的邻苯二甲腈单体为结构式如(I)、(II)、(III)所示中的至少一种：上述结构式中，M是一个直接的键，或者是选自以下的连接基团：任选取代的C1-C20烷基的基团，任选取代的C2-C20烯基，任选取代的C2-C20炔基，任选取代的单环，稠合多环或桥连多环的C5-C20芳基，任选取代的C3-C20单-或聚环烷基；任选取代的C3-C20单-或多-环烯基；任选取代的2-20元杂烷基，任选取代的2-20元杂烯基，任选取代的2-20元杂炔基，任选取代的5-20元单环，稠合多环或桥连多环杂芳基，任选取代的3-20元单-或聚-杂环烷基，和任选取代的3-20元单-或多-杂环烯基，-O-，-NR-，以及-S-；N是什么都没有，或者是选自任选被取代的单环，稠合多环或桥连多环C5-C20芳基和任选取代的5-20元单环，稠合多环或桥连的多环杂芳基，双酚A，间苯二酚，以及它们的混合物其中一种；每个结构式中的R1和R2独立地选自：任选取代的C1-C6烷基组，任选取代的C5-C20芳基，羟基，烷氧基，氰基，卤素基，硝基，甲硅烷基和氨基；其中m，n，x和y独立地是0，1，2或3；其中p和q独立地为0，1或2；并且其中z为1～20范围内的整数。2.根据权利要求1所述的一种生产聚合物泡沫的方法，其特征在于：两种方法中的步骤3)为：将发泡混合物加热到设定温度或高于设定温度下同时发泡与固化反应，得到聚合物泡沫；所述的设定温度为：邻苯二甲腈单体的熔融温度、发泡剂的分解温...

【专利技术属性】
技术研发人员：任力，
申请(专利权)人：广州市朴道联信生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44