一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料包含作为共聚单体的甲基丙烯酸和甲基丙烯腈、引发剂、交联剂、发泡剂、抗氧剂和热稳定剂，其中所述共聚单体、所述引发剂、所述交联剂、所述发泡剂、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量比为100:1‑2:2‑20：2‑20：0.5‑1：0.5‑1；其中所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂BHT、抗氧剂DSTP中的一种或多种，本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术有效防止热氧化、热分解的进行，提高本发明专利技术中聚甲基丙烯酰亚胺泡沫在高温状态下的耐压缩蠕变性能，明显提高热变形温度。

Polymethacryl imide foam and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法
本专利技术涉及聚甲基丙烯酰亚胺泡沫
，特别是一种耐高温压缩蠕变聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法。
技术介绍
PMI泡沫本体是一种高强泡沫，能耐受130℃及以下温度、0.3MPa及以下中温复合工艺，但不能耐受如180℃及以上温度、0.3MPa以上压力的复合工艺。PMI泡沫在高温气氛中，一方面分子链易发生断裂，产生含氢自由基，同时含氢自由基有能催化加速分子链的断裂，生产不饱和的共轭多烯，导致产品变色、碳化；另一方面，由于与空气中氧气接触，在低温状态下，氧气化学能较低，对PMI泡沫本体的氧化效果不明显，当温度达到130℃及以上时，特别是180℃时，氧气化学能提高，其氧化作用加剧，从而使材料如拉伸性能、压缩性能降低。在很多高端复合材料件中，复合温度一般为180℃，压力也大于0.3MPa，使用温度一般为150℃或更高，目前PMI泡沫不能满足高端复合材料工艺和使用要求，局限了PMI泡沫的使用范围和推广应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服普通PMI泡沫不能满足高端复合材料工艺和使用要求的问题，而提供了一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料包含作为共聚单体的甲基丙烯酸和甲基丙烯腈、引发剂、交联剂、发泡剂、抗氧剂和热稳定剂，其中所述共聚单体、所述引发剂、所述交联剂、所述发泡剂、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量比为100:1-2:2-20：2-20：0.5-1：0.5-1；其中所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂BHT、抗氧剂DSTP中的一种或多种；所述热稳定剂选自月桂酸钙、山梨醇、硫代二乙二醇氨基丁烯酸酯中的一种或多种。进一步地，所述甲基丙烯酸和所述甲基丙烯腈的重量比为1-2：1-1.6。优选的，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯中的一种或多种。优选的，所述交联剂选自双马来酰亚胺、单马莱酰亚胺、甲基丙烯酸铝中的一种或多种。优选的，所述发泡剂包含物理发泡剂和化学发泡剂，所述物理发泡剂选自水、乙醇、叔丁醇中的一种或多种，所述化学发泡剂选自偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、FicelCR中的一种或多种。优选的，所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料还包括阻聚剂，所述阻聚剂选自间三硝基苯、间二硝基苯中的一种或两种；优选的，所述共聚单体和所述阻聚剂的重量比为100：0.2-0.5。具体的，当温度为130-180℃且压力为0.3MPa-0.6Mpa时，所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的压缩蠕变率≤0.13％。具体的，温度为230℃时，所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的膨胀率≤33.48％，吸水率≤0.4％。一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：将所述共聚单体、所述引发剂、所述交联剂、所述发泡剂、所述抗氧剂和所述热稳定剂按比例混合以得到混合物；将混合物在模具中在20-50℃的温度范围内进行共聚，待固化并通体透明后脱模得到初品；将所述初品在120-240℃温度范围内进行发泡以制得所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料。进一步地，将所述共聚单体、所述引发剂、所述交联剂、所述发泡剂、所述抗氧剂和所述热稳定剂进一步与选自间三硝基苯、间二硝基苯中的一种或两种阻聚剂混合以得到混合物，其中所述共聚单体和所述阻聚剂的重量比为100：0.2-0.5。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)化学反应各阶段速度保持基本一致，保证化学反应平衡进行，将抗氧剂与热稳定剂均匀地镶嵌在聚甲基丙烯酰亚胺分子链中；(2)有效地防止热氧化、热分解的进行，提高本专利技术中聚甲基丙烯酰亚胺泡沫在高温状态下的耐压缩蠕变性能，明显提高热变形温度；(3)该聚甲基丙烯酰亚胺泡沫耐老化性能好，寿命长，明显改善耐湿热性能，膨胀率缩小，吸水率降低。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术中的步骤流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，是本专利技术中的制备方法流程图，将共聚单体、引发剂、交联剂、发泡剂、抗氧剂和热稳定剂按100:1-2:2-20：2-20：0.5-1：0.5-1的重量比混合均匀得到混合物；将混合物在模具中于20-50℃的温度范围内进行共聚，待固化并通体透明后脱模得到初品；将初品在120-240℃温度范围内进行发泡以制得聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料。共聚单体包括甲基丙烯酸和甲基丙烯腈，甲基丙烯酸和甲基丙烯腈的重量比为1-2：1-1.6。抗氧剂在材料应用过程中抑制或延缓泡沫的氧化和降解，抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂BHT、抗氧剂DSTP中的一种或多种。热稳定剂具有吸收含氢自由基的作用，使分子链的断裂减缓或终止，热稳定剂选自月桂酸钙、山梨醇、硫代二乙二醇氨基丁烯酸酯中的一种或多种。引发剂在反应体系中，引导两主单体的聚合，引发剂选自过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯中的一种或多种。交联剂在反应体系中，在聚合分子链上起架桥的作用，促进磺化反应的进行，交联剂选自双马来酰亚胺、单马莱酰亚胺、甲基丙烯酸铝中的一种或多种。发泡剂在反应体系中起产生气体的作用，发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂，物理发泡剂选自水、乙醇、叔丁醇中的一种或多种，化学发泡剂选自偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、FicelCR中的一种或多种。该聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料还包括阻聚剂，阻聚剂选自间三硝基苯、间二硝基苯中的一种或两种。共聚单体和阻聚剂的重量比为100：0.2-0.5。阻聚剂使化学反应各阶段速度基本一致，保证化学反应平衡进行，将抗氧剂、热稳定剂均匀地镶嵌在聚甲基丙烯酰亚胺分子链中。实施例实施例1甲基丙烯酸、甲基丙烯腈按重量比2:1.3进行混合后作为共聚单体，该聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料包含共聚单体100份，过氧化苯甲酰1份，双马来酰亚胺5份，乙醇7份、偶氮二甲酰胺3份，抗氧剂BHT0.5份，硫代二乙二醇氨基丁烯酸酯0.5份，混合均匀后在40度水浴中聚合，然后在215度烤箱中进行发泡，可制得密度为80Kg/m3的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料。对比例1甲基丙烯酸、甲基丙烯腈按重量比2:1.3进行混合后作为共聚单体，该聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料包含共聚单体100份，过氧化苯甲酰1份，双马来酰亚胺5份，乙醇7份、偶氮二甲酰胺3份，混合均匀后在40度水浴中聚合，然后在215度烤箱中进行发泡，可制得密度为80Kg/m3的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料。实施例2甲基丙烯酸、甲基丙烯腈按重量比2:1.3进行混合后作为共聚单体，该聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料包含共聚单体100份，2,5-二甲基-2,5二(叔丁基过氧基)己烷0.3份、过氧化二异丙苯0.7份，甲基丙烯酸铝7份，水2份、叔丁醇11份、FicelCR6份，抗氧剂DSTP0.5份，月桂酸钙0.5份、间三硝基苯0.2份，混合均匀后在40度水浴中聚合，在215度烤箱中进行发泡，可制得密度为42Kg/m3的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料。对比例2甲基丙烯酸、甲基丙烯腈按重量比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，其特征在于：所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料包含作为共聚单体的甲基丙烯酸和甲基丙烯腈、引发剂、交联剂、发泡剂、抗氧剂和热稳定剂，其中所述共聚单体、所述引发剂、所述交联剂、所述发泡剂、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量比为100:1‑2:2‑20：2‑20：0.5‑1：0.5‑1；其中所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂BHT、抗氧剂DSTP中的一种或多种；所述热稳定剂选自月桂酸钙、山梨醇、硫代二乙二醇氨基丁烯酸酯中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，其特征在于：所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的原料包含作为共聚单体的甲基丙烯酸和甲基丙烯腈、引发剂、交联剂、发泡剂、抗氧剂和热稳定剂，其中所述共聚单体、所述引发剂、所述交联剂、所述发泡剂、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量比为100:1-2:2-20：2-20：0.5-1：0.5-1；其中所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂BHT、抗氧剂DSTP中的一种或多种；所述热稳定剂选自月桂酸钙、山梨醇、硫代二乙二醇氨基丁烯酸酯中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，其特征在于：所述甲基丙烯酸和所述甲基丙烯腈的重量比为1-2：1-1.6。3.根据权利要求1或2所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，其特征在于：所述引发剂选自过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙苯中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，其特征在于：所述交联剂选自双马来酰亚胺、单马莱酰亚胺、甲基丙烯酸铝中的一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，其特征在于：所述发泡剂包含物理发泡剂和化学发泡剂，所述物理发泡剂选自水、乙醇、叔丁醇中的一种或多种，所述化学发泡剂选自偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、FicelCR中的一种或多种。6.根据权利要求1或2所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢寄清，廖文，唐德旺，郑乐，
申请(专利权)人：湖南兆恒材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43