一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料，它包括以下重量份数的组分：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球1～60份。本发明专利技术包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料，具有轻质、高强度、降噪效果好的优点，非常适合作为吸声材料应用；同时，本发明专利技术环氧树脂泡沫材料的制备方法，构思巧妙，操作简便，安全、环保，能耗小，成本低，非常适合产业化生产。

An epoxy foam material comprising an opening structure and a method for making the same

The invention discloses an epoxy foam material containing an opening structure, which comprises a component with a weight fraction of 1~60 parts, an epoxy resin 100 parts, a curing agent 0.5 to 220 parts, and a polymer expansion microsphere. The present invention comprises epoxy resin foam material on pore structure, has the advantages of light weight, high strength, good noise reduction effect, very suitable for the application of sound absorbing material; at the same time, the present invention relates to a preparation method of epoxy resin foam, ingenious design, simple operation, safety, environmental protection, low energy consumption, low cost, very suitable for industrialization production.

【技术实现步骤摘要】
一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料及其制备方法
本专利技术涉及一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料及其制备方法。
技术介绍
噪声污染，不仅影响人们的日常生活，危害人的听觉系统，使人疲倦、耳聋，甚至可能诱发各种严重的疾病，而且还会加速建筑物、机械结构的老化，影响其精度和使用寿命，已经成为一个长期存在的严重环境问题，存在于社会领域的方方面面。解决上述问题的关键在于，研究和开发降噪效果好的吸声材料：降噪系数(NRC)大于等于0.2的材料才被认为是吸声材料。传统上，主要采用矿棉、玻璃棉、泡沫金属、聚合物泡沫等作为吸声材料；其中，矿棉、玻璃棉已被证实有致癌性，泡沫金属不耐腐蚀，而聚合物泡沫的安全性好，同时具有耐腐蚀、价廉、易加工等优点，有望成为一类新型的吸声材料。然而，降噪系数(NRC)能够大于等于0.2的聚合物泡沫种类非常有限，主要有聚烯烃泡沫、聚氨酯泡沫和三聚氰胺甲醛泡沫；而传统的环氧树脂材料，吸声降噪性能很差，通常只能用作涂料和胶黏剂，而且它的制备过程也相对复杂，需要协调固化反应、粘度变化、发泡剂的分解或汽化、泡孔固定之间的相互关系和影响。目前，未见有能够作为吸声材料应用的环氧树脂泡沫材料的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料，具有轻质、高强度、降噪效果好的优点。本专利技术提供的一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料，它包括以下重量份数的组分：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球1～60份。进一步的，它是由以下重量份数的组分组成：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球1～60份。进一步的，它是由以下重量份数的组分组成：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球2～30份；优选的，它是由以下重量份数的组分组成：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球2～5份。进一步的，所述的环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂中的任意一种或两种以上；所述固化剂选自聚醚胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、咪唑类固化剂、胺类固化剂、酸酐类固化剂、羧酸类固化剂、有机酰肼固化剂、双氰胺固化剂、酚醛类固化剂、苯胺甲醛类固化剂、聚酯类固化剂、聚氨酯类固化剂、聚硫类固化剂中的任意一种或两种以上；所述聚合物膨胀微球的使用温度为80～235℃。进一步的，所述环氧树脂泡沫的开孔率为8％～85％；所述环氧树脂泡沫的密度为0.05～0.9g/cm3。进一步的，所述环氧树脂泡沫的压缩强度为1～60MPa。本专利技术还提供了一种制备上述环氧树脂泡沫材料的方法，它包括以下步骤：①、取环氧树脂、固化剂和聚合物膨胀微球，混匀，得到可发性环氧树脂混合物；②、取步骤①所得可发性环氧树脂混合物，预聚合，发泡，固化，即得环氧树脂泡沫材料。进一步的，步骤②中，预聚合的温度为15～160℃、时间为0～12h，发泡的温度为50～200℃、时间为1～12h；优选的，预聚合的温度为15～45℃、时间为0～1.5h，发泡的温度为80～130℃、时间为1～12h。本专利技术还提供了上述环氧树脂泡沫材料作为吸声材料的用途。进一步的，所述的吸声材料为建筑吸声材料。本专利技术包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料，具有轻质、高强度、降噪效果好的优点，非常适合作为吸声材料应用；同时，本专利技术环氧树脂泡沫材料的制备方法，构思巧妙，操作简便，安全、环保，能耗小，成本低，非常适合产业化生产。本专利技术中，吸声材料也可以称为降噪材料、隔音材料、吸音材料等，具有广泛的用途，例如，既可以作为房屋、楼房等建筑吸声材料，也可以作为汽车、卡车等交通运输工具的发动机的外壳吸声材料，以及其它需要吸声降噪的应用领域。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。附图说明图1是本专利技术实施例1中第4组实验所得包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料的扫描电镜图。具体实施方式本专利技术具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。一、原料1、环氧树脂：NPEL-128(中国台湾南亚集团)；E-44(巴陵石化有限责任公司)；REN1774(HuntsmanCorporation)；CY-183(湖北新景新材料有限公司)；2、固化剂：BaxxodurTMEC301、V140和2-乙基-4-甲基咪唑(BASF)；乙二胺(成都科隆化工试剂厂)；三乙醇胺/三乙烯四胺(成都科隆化工试剂厂)；甲基四氢苯酐/DMP-30(濮阳惠成化工有限公司)；桐油酸酐(合肥宝丰化工有限责任公司)；聚酰胺650(广州市葵邦化工有限公司)；间苯二甲胺(成都贝斯特试剂有限公司)；3、聚合物膨胀微球：ExpancelTM031DU40(使用温度80～135℃)、ExpancelTM051DU40(使用温度108～151℃)、ExpancelTM091DU40(使用温度123～173℃)、ExpancelTM980DU120(使用温度158～235℃)(AkzoNobelN.V.)；二、性能测试1、开孔率：GB/T10799-2008硬质泡沫塑料开孔和闭孔体积百分率的测定。2、排水法测试所得轻质环氧声学结构材料的密度；3、采用INSTRON4302型万能材料实验机测试，当压缩应变为10％时声学结构材料(尺寸为3×3×1.5cm3)的压缩性能，传感器为30KN，应变速度为2mm/min。4、采用北京声望声电技术有限公司的阻抗管测试系统(SW422)，基于传递函数的阻抗管法(GB/T18696.2-2002)测试声学结构材料的吸声系数。测试样品是直径为7.8cm，厚度为1.2cm的圆片，测试频率范围为100～2500Hz。降噪系数(NRC)是在250、500、1000、2000Hz测得的吸声系数的平均值，算到小数点后两位，末位取0或5；降噪系数的最小值为0、最大值为1，降噪系数的值越大，表明降噪效果越好，材料的等级也越高，通常NRC大于等于0.2的材料才被认为是吸声材料。实施例1(1)制备可发性环氧树脂混合物取100gNPEL-128环氧树脂，按照表1中的配比，依次加入聚合物膨胀微球031DU40(使用温度范围80～135℃)、32g聚醚胺固化剂EC301，并混匀，即得到可发性环氧树脂混合物。(2)取一定质量的步骤(1)所得的可发性环氧树脂混合物，于45℃下预聚合一段时间(见表1)，得到可发性环氧预聚物。然后置于一定温度下发泡4小时(见表1)，待环氧树脂固化后，即得到包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料。开孔率、密度、压缩强度、吸声性能的测试结果，见表1。表1、实施例1环氧树脂泡沫材料的配方和性能测试结果(样品厚度1.2cm)上述结果表明，本专利技术组合物，在不同的工艺条件下，所得环氧树脂泡沫材料的降噪系数(NRC)能够大于等于0.2，满足作为吸声材料应用的要求。实施例2(1)制备可发性环氧树脂混合物。取100gNPEL-128环氧树脂，加入15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料，其特征在于：它包括以下重量份数的组分：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球1～60份。

【技术特征摘要】
1.一种包含开孔结构的环氧树脂泡沫材料，其特征在于：它包括以下重量份数的组分：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球1～60份。2.根据权利要求1所述的环氧树脂泡沫材料，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球1～60份。3.根据权利要求2所述的环氧树脂泡沫材料，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球2～30份；优选的，它是由以下重量份数的组分组成：环氧树脂100份、固化剂0.5～220份、聚合物膨胀微球2～5份。4.根据权利要求1～3任意一项所述的环氧树脂泡沫材料，其特征在于：所述的环氧树脂选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂中的任意一种或两种以上；所述固化剂选自聚醚胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、咪唑类固化剂、胺类固化剂、酸酐类固化剂、羧酸类固化剂、有机酰肼固化剂、双氰胺固化剂、酚醛类固化剂、苯胺甲醛类固化剂、聚酯类固化剂、聚氨酯类固化剂、聚硫类固化剂中...

【专利技术属性】
技术研发人员：包建军，张爱民，徐雨，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51