交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法，属于发泡材料技术领域。解决了现有技术中制备交联聚氯乙烯泡沫材料的方法耗时长的问题，提高泡沫材料的质量和耐热性能。该交联聚氯乙烯泡沫包括100重量份的PVC树脂、30-150重量份的异氰酸酯、1-15重量份的发泡剂、0-80重量份的酸酐、0-20重量份的环氧化合物、0.02-4重量份的催化剂；其中，催化剂为N’,N”,N”’-三(二甲基氨基丙基)对称六氢三嗪、N-(α-羟乙基)亚乙基亚胺、吲哚、辛酸钠、异辛酸钾、油酸钾、硬脂酸钾中的一种或几种。该泡沫材料具有良好的质量和耐热性能，生产效率高。

【技术实现步骤摘要】
交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法
本专利技术属于泡沫材料
，具体涉及一种交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法。
技术介绍
聚氯乙烯交联泡沫材料由于具有较宽的使用温度和良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于建筑、建材、装饰、家具、广告、汽车等行业。现有技术中，硬质聚氯乙烯交联泡沫材料的组分主要包括聚氯乙烯树脂、发泡剂、异氰酸酯和酸酐，也可以加入不同的改性组分，例如苯乙烯、丙烯腈等提高泡沫材料尺寸稳定性。现有技术中聚氯乙烯交联泡沫材料的制备方法是：先将固体物料和液体物料混合得到糊状物料，然后将糊状物料倒入模具中，在压力下升高温度，使模具内部糊状物料温度达到150-200℃，此时PVC树脂发生凝胶，发泡剂分解，模压时间控制为50-60s/mm，降温后开模，得到含有许多微小气泡的预发泡体，最后将预发泡体置于热水或者蒸汽中，加热完成二次膨胀，同时扩散进预发泡体内的水分会和异氰酸酯与酸酐发生一系列反应，产生二氧化碳气体并在泡沫体中形成交联结构，固化得到硬质泡沫。但是，现有技术中制备硬质聚氯乙烯交联泡沫材料时，都加入了酸酐，体系酸性较大，使得这些酸酐结构都位于聚合物链的末端，得到的泡沫材料的脆性较大。另外，由于体系pH值的影响使得水分向预发泡体内部的扩散较慢，泡沫在热水或蒸汽中的处理时间较长。现有技术中，采用在体系中添加环氧化合物，改善泡沫材料的脆性，如WO2005092958和CN201310512456.1。但是如何解决反应时间长的问题，一直是本领域技术人员待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中制备交联聚氯乙烯泡沫材料的方法耗时长的问题，提高泡沫材料的质量和耐热性能，提供一种交联聚氯乙烯泡沫及其制备方法。本专利技术的交联聚氯乙烯泡沫，组成及重量份如下：所述催化剂为N’,N”,N”’-三(二甲基氨基丙基)对称六氢三嗪、N-(α-羟乙基)亚乙基亚胺、吲哚、辛酸钠、异辛酸钾、油酸钾、硬脂酸钾中的一种或几种。优选的，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)和多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)中的一种或多种。优选的，所述发泡剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二甲酰胺(AC)、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺(发泡剂H)中的一种或多种。优选的，所述酸酐为邻苯二甲酸酐、马来酸酐、琥珀酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、偏苯三甲酸酐、均苯四酐、环己烷-1,2羧酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐中的一种或几种。优选的，所述环氧化合物为双酚A缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚、环氧大豆油中的一种或多种。优选的，所述交联聚氯乙烯泡沫还包括0.5-20重量份的阻燃剂、0.005-10重量份的表面活性剂、5-20重量份的成核剂、10-20重量份的填料、0.5-2重量份的颜料中的一种或多种。本专利技术还提供上述交联聚氯乙烯泡沫的制备方法，包括以下步骤：步骤一、当催化剂中含有N’,N”,N”’-三(二甲基氨基丙基)对称六氢三嗪时，按组成及重量份称取各组分后，先将异氰酸酯和酸酐混合均匀，得到混合物，然后将混合物倒入放有催化剂的容器中，混合均匀，再向所述放有催化剂的容器中加入剩余各组分，混合均匀，得到糊状物料；当催化剂为N-(α-羟乙基)亚乙基亚胺、吲哚、辛酸钠、异辛酸钾、油酸钾、硬脂酸钾中的一种或多种时，按组成及重量份称取各组分后，将各组分加入容器中，混合均匀，得到糊状物料；步骤二、将糊状物料加入模具中，合模，模压温度为150-200℃，模压压力为11-30MPa，模压时间为30-50s/mm，冷却至20-110℃，开模，得到预发泡体；步骤三、将预发泡体浸于80-100℃的热水或80-100℃的饱和水蒸汽中进行二次膨胀，得到二次膨胀后的泡沫；步骤四、将二次膨胀后的泡沫置于40-70℃的饱和水蒸汽中固化交联4-6天，得到交联聚氯乙烯泡沫。优选的，所述步骤二中，模压温度为180-200℃。优选的，所述步骤二中，模压压力为15-25MPa。优选的，所述步骤二中，冷却至40-90℃。优选的，所述步骤三中，热水或饱和水蒸气的温度为85-95℃。优选的，所述步骤四中，饱和水蒸汽的温度为50-60℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术交联聚氯乙烯泡沫的制备方法，采用碱性化合物作为催化剂，一方面，碱性化合物催化异氰酸酯三聚反应得到异氰脲酸酯和聚噁唑烷酮，由于该过程为放热反应，可以缩短糊状物料进行模压制备预发泡体时的时间，提高生产效率，也可以提高模具内糊状物料的温度均匀性，进而提高泡沫材料的质量和耐热性能；另一方面，碱性化合物可以吸收PVC树脂高温分解的卤化氢气体，起到热稳定剂的作用，进一步提高泡沫材料的耐热性能；再一方面，碱性化合物还能提高了糊状物料的碱性，提高二次膨胀中水分的扩散，减少二次膨胀的时间，进一步提高生产效率；2、本专利技术交联聚氯乙烯泡沫的制备方法，当催化剂中含有N’,N”,N”’-三(二甲基氨基丙基)对称六氢三嗪时，采用先将异氰酸酯和酸酐混合均匀，然后将异氰酸酯和酸酐的混合物加入放有催化剂的容器中混合均匀，再向放有催化剂的容器中加入剩余各组分混合均匀的方法来制备糊状物料，能够有效避免糊状物料制备过程中的粘度上升；3、本专利技术制备的交联聚氯乙烯泡沫具有良好的耐热性能，玻璃化转变温度在115-140℃，泡孔均匀，质量好。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。本专利技术的交联聚氯乙烯泡沫，主要包括100重量份的PVC树脂、30-150重量份的异氰酸酯、1-15重量份的发泡剂、0-80重量份的酸酐、0-20重量份的环氧化合物、0.02-4重量份的催化剂。本专利技术中，PVC树脂为基体树脂，没有特殊限制，可以通过本领域技术人员熟知方式获得，如商购的PVC糊树脂。本专利技术中，异氰酸酯可以为泡沫材料领域常用异氰酸酯，如TDI、液化MDI、PAPI中的一种或多种。异氰酸酯在预发泡体的制备中可以作为增塑剂，在二次膨胀和固化交联时可以与水反应产生的二氧化碳作为发泡剂，产生的交联物质可以增强泡沫材料。异氰酸酯皆可以通过本领域技术人员熟知方式获得。本专利技术中，发泡剂可以为泡沫材料领域常用发泡剂，如AIBN、AC、发泡剂H中的一种或多种。发泡剂的作用是使PVC树脂发泡。发泡剂可以通过本领域技术人员熟知方式获得。本专利技术中，酸酐可以为泡沫材料领域常用酸酐，如邻苯二甲酸酐、马来酸酐、琥珀酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、偏苯三甲酸酐、均苯四酐、环己烷-1,2羧酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐中的一种或几种。酸酐可以增加固化交联时二氧化碳的产量，提高发泡倍率，并改进交联网络。酸酐可以通过本领域技术人员熟知方式获得。本专利技术中，环氧化合物可以为泡沫材料领域常用环氧化合物，如双酚A缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚、乙二醇缩水甘油醚、环氧大豆油中的一种或多种。环氧化合物可以提高泡沫的韧性和强度。环氧化合物可以通过本领域技术人员熟知方式获得。本专利技术中，催化剂可以为碱性化合物，如N’,N”,N”’-三本文档来自技高网...

【技术保护点】
交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，组成及重量份如下：所述催化剂为N’,N”,N”’‑三(二甲基氨基丙基)对称六氢三嗪、N‑(α‑羟乙基)亚乙基亚胺、吲哚、辛酸钠、异辛酸钾、油酸钾、硬脂酸钾中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，组成及重量份如下：所述催化剂为N’,N”,N”’-三(二甲基氨基丙基)对称六氢三嗪，或者为N’,N”,N”’-三(二甲基氨基丙基)对称六氢三嗪和吲哚、辛酸钠、异辛酸钾、油酸钾、硬脂酸钾中的一种或几种混合后的混合物；上述交联聚氯乙烯泡沫采用以下方法制备：步骤一、按组成及重量份称取各组分后，先将异氰酸酯和酸酐混合均匀，得到混合物，然后将混合物倒入放有催化剂的容器中，混合均匀，再向所述放有催化剂的容器中加入剩余各组分，混合均匀，得到糊状物料；步骤二、将糊状物料加入模具中，合模，模压温度为150-200℃，模压压力为11-30MPa，模压时间为30-50s/mm，冷却至20-110℃，开模，得到预发泡体；步骤三、将预发泡体浸于80-100℃的热水或80-100℃的饱和水蒸汽中进行二次膨胀，得到二次膨胀后的泡沫；步骤四、将二次膨胀后的泡沫置于40-70℃的饱和水蒸汽中固化交联4-6天，得到交联聚氯乙烯泡沫。2.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的交联聚氯乙烯泡沫，其特征在于，所述酸酐为邻苯二甲酸酐、马来酸酐、琥珀酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐、偏苯三甲酸酐、均苯四酐、环己烷-1,2羧酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐中的一种或几种。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐涛，姜治伟，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22