一种高韧性高强度泡沫板的制备方法技术

本发明专利技术属于复合装饰材料技术领域，具体涉及一种高韧性高强度泡沫板的制备方法。本发明专利技术首先将竹片与豆粕烘干进行蒸汽爆破处理，将所得的汽爆产物与盐酸混合投入烧杯中，再加入柠檬酸混合制得混合反应液，随后在混合反应液中加入高锰酸钾高温加热搅拌制得氧化反应液，向氧化反应液中添加溴化钠反应制得反应混合液，然后滴加碱液调节pH值至碱性，高温反应制得反应浆液，烘干后高温处理制得热处理产物，最后将热处理产物与聚苯乙烯、玻璃纤维、硅烷偶联剂以及其它产物混合，挤出机中高温挤出、发泡、冷却即得高韧性高强度泡沫板，本发明专利技术制备的泡沫板，拉伸强度较好，弯曲强度和压缩强度较高，不易掉渣，韧性和力学强度都较好，有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性高强度泡沫板的制备方法
本专利技术属于复合装饰材料
，具体涉及一种高韧性高强度泡沫板的制备方法。
技术介绍
聚苯乙烯泡沫板――又名泡沫板、EPS板是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的白色物体，其有微细闭孔的结构特点，主要用于建筑墙体，屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛。近年来，随着社会的进步与人们安全意识的提高，三聚氰胺甲醛树脂泡沫以其低导热系数、低密度、低吸水率、耐热、良好隔音性及其本征阻燃性得到人们的广泛关注。三聚氰胺泡沫，又称蜜胺泡沫，是一种热固性的高分子材料，具有外柔内刚的特性，有很强的分子级磨擦功能，由于其独特的空间三维网状结构而具有良好的隔音、吸声降噪效果，并且三聚氰胺分子本身含有约67％的氮元素，当该泡沫材料遇到高温时会发生分解释放出氮气，降低了可燃气体的浓度，同时立即在表面形成阻滞燃烧的致密焦炭层。作为一种低导热系数、低密度、低吸水率、耐热、良好隔音性及其本征阻燃的化工新材料，蜜胺泡沫塑料在民用、工业、建筑、交通、军事等领域具有十分重要的应用价值，成为21世纪具有巨大发展前景的新型环保材料。但是，传统的三聚氰胺泡沫因结构或工艺原因普遍存在脆性大、压缩强度低、易掉渣等问题，而且生产过程操作复杂、反应时间长，很大程度地限制了其广泛应用。因此，改善三聚氰胺甲醛树脂泡沫的柔韧性能，克服其存在的缺点有利于扩宽三聚氰胺甲醛泡沫的应用范围。泡沫塑料是一种内部具有大量泡孔结构的塑料，具有轻质、隔热、隔音、缓冲等性质，根据软硬程度的不同分为软质泡沫塑料、半硬质泡沫塑料和硬质泡沫塑料三种；根据泡孔结构又可分为开孔泡沫塑料和闭孔泡沫塑料。硬质泡沫塑料具有密度低、强度高、刚度高、隔音、防震、耐温等优异性能，因而广泛地应用于汽车、飞机等先进材料领域。泡沫塑料在复合材料方面主要应用于复合材料夹层结构的芯层。复合材料内部填充硬质泡沫塑料芯层可对蒙皮起支撑作用，另外，芯层还能对材料整体强度起加强作用。目前复合材料夹层结构用泡沫主要有硬质聚甲基丙烯酰胺(PMI)泡沫塑料、硬质聚氨酯(PU)泡沫塑料以及硬质聚氯乙烯(PVC)泡沫塑料等。一般讲，泡沫材料都具有密度低，力学性能适中而可调的优点。取决于选材与结构设计，这种材料还可以具有减震降噪、低导热和隔热、填充等功能用途，因此可以应用在舱内或内饰领域，典型的包括车辆、船舶、列车、飞机、家装家具等。但刚度和强度不够高是这些泡沫材料的共性特征。通过纤维、特别是长纤维或连续纤维增强，可以大幅度提高上述泡沫材料的力学性能，为此，产生了一些三组分的复合材料泡沫板材技术。目前泡沫板存在：脆性大、易掉渣以及韧性、力学强度不佳等问题。因此，专利技术一种优良的泡沫板对复合装饰材料
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前泡沫板脆性大、易掉渣以及韧性、力学强度不佳的缺陷，提供了一种高韧性高强度泡沫板的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高韧性高强度泡沫板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：将热处理产物、聚苯乙烯、玻璃纤维、硅烷偶联剂、偶氮二甲酰胺、磷酸三甲苯酯投入搅拌釜中混合均匀制得混合物料，将混合物料投入挤出机中在各区间温度为180～220℃的条件下熔融共混，挤出发泡，冷却固化后即得高韧性高强度泡沫板；所述的热处理产物的具体制备步骤为：（1）将反应混合液倒入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于冰水浴中，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～15%的氢氧化钠溶液调节pH值，将水浴温度升高至90～100℃，用搅拌装置以300～350r/min的转速搅拌30～40min，搅拌后恒温静置100～120min制得反应浆液；（2）将反应浆液投入旋转蒸发仪中，在转速为300～350r/min和温度为50～60℃的条件下浓缩至产物质量恒重，将产物投入烘箱中，在温度为105～115℃的条件下干燥2～3h制得干燥产物，将干燥产物投入马弗炉中，将马弗炉内充满氮气，升高马弗炉内温度，恒温静置30～40min制得热处理产物；所述的反应混合液的具体制备步骤为：（1）将竹片与豆粕投入烘箱中，在温度为80～100℃的条件下干燥3～4h，干燥后投入蒸汽爆破罐中，密闭蒸汽爆破罐，向罐内输送温度为160～180℃的水蒸气升高罐内气压至1.2～1.5MPa，恒温恒压静置30～40min，静置后打开罐口倒出物料即得汽爆产物；（2）将汽爆产物与质量分数为6～10%的盐酸投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为32～36kHz的条件下振荡2～3h制得分散液，向烧杯中滴加质量分数为5～8%的柠檬酸溶液，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌30～40min制得混合反应液；（3）向烧杯中添加高锰酸钾粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至60～70℃，恒温条件下用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌80～100min制得氧化反应液，向烧杯中添加溴化钠粉末，继续搅拌15～20min后水浴条件下静置2～3h制得反应混合液。优选的按重量份数计，所述的热处理产物为12～15份、聚苯乙烯为80～85份、玻璃纤维为2～4份、硅烷偶联剂为0.6～0.8份、偶氮二甲酰胺为1.5～2.0份、磷酸三甲苯酯为2.0～2.2份。所述的硅烷偶联剂进一步优选为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种按任意比例混合。热处理产物的具体制备步骤（1）中所述的向三口烧瓶中滴加质量分数为10～15%的氢氧化钠溶液调节pH值为10～12。热处理产物的具体制备步骤（2）中所述的马弗炉内温度升高至320～350℃。反应混合液的具体制备步骤（1）中所述的竹片与豆粕的质量比为10:1。反应混合液的具体制备步骤（2）中所述的汽爆产物与质量分数为6～10%的盐酸的质量比为1:5。反应混合液的具体制备步骤（2）中所述的向烧杯中滴加的质量分数为5～8%的柠檬酸溶液的质量为分散液质量的10～15%。反应混合液的具体制备步骤（3）中所述的向烧杯中添加的高锰酸钾粉末的质量为混合反应液质量的3～5%，向烧杯中滴加的溴化钠粉末的质量为氧化反应液质量的2.0～2.4%。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将竹片与豆粕烘干进行蒸汽爆破处理，将所得的汽爆产物与盐酸混合投入烧杯中，再加入柠檬酸混合制得混合反应液，随后在混合反应液中加入高锰酸钾高温加热搅拌制得氧化反应液，向氧化反应液中添加溴化钠反应制得反应混合液，然后滴加碱液调节pH值至碱性，高温反应制得反应浆液，再将反应浆液进行浓缩蒸发，烘干后高温处理制得热处理产物，最后将热处理产物与聚苯乙烯、玻璃纤维、硅烷偶联剂以及其它产物混合，挤出机中高温挤出、发泡、冷却即得高韧性高强度泡沫板，本专利技术将竹片与豆粕进行汽爆处理，利用高温高压使水分子压入纤维结构中，破坏各纤维之间的氢键本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高韧性高强度泡沫板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：/n将热处理产物、聚苯乙烯、玻璃纤维、硅烷偶联剂、偶氮二甲酰胺、磷酸三甲苯酯投入搅拌釜中混合均匀制得混合物料，将混合物料投入挤出机中在各区间温度为180～220℃的条件下熔融共混，挤出发泡，冷却固化后即得高韧性高强度泡沫板；/n所述的热处理产物的具体制备步骤为：/n（1）将反应混合液倒入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于冰水浴中，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～15%的氢氧化钠溶液调节pH值，将水浴温度升高至90～100℃，用搅拌装置以300～350r/min的转速搅拌30～40min，搅拌后恒温静置100～120min制得反应浆液；/n（2）将反应浆液投入旋转蒸发仪中，在转速为300～350r/min和温度为50～60℃的条件下浓缩至产物质量恒重，将产物投入烘箱中，在温度为105～115℃的条件下干燥2～3h制得干燥产物，将干燥产物投入马弗炉中，将马弗炉内充满氮气，升高马弗炉内温度，恒温静置30～40min制得热处理产物；/n所述的反应混合液的具体制备步骤为：/n（1）将竹片与豆粕投入烘箱中，在温度为80～100℃的条件下干燥3～4h，干燥后投入蒸汽爆破罐中，密闭蒸汽爆破罐，向罐内输送温度为160～180℃的水蒸气升高罐内气压至1.2～1.5MPa，恒温恒压静置30～40min，静置后打开罐口倒出物料即得汽爆产物；/n（2）将汽爆产物与质量分数为6～10%的盐酸投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为32～36kHz的条件下振荡2～3h制得分散液，向烧杯中滴加质量分数为5～8%的柠檬酸溶液，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌30～40min制得混合反应液；/n（3）向烧杯中添加高锰酸钾粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至60～70℃，恒温条件下用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌80～100min制得氧化反应液，向烧杯中添加溴化钠粉末，继续搅拌15～20min后水浴条件下静置2～3h制得反应混合液。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高韧性高强度泡沫板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
将热处理产物、聚苯乙烯、玻璃纤维、硅烷偶联剂、偶氮二甲酰胺、磷酸三甲苯酯投入搅拌釜中混合均匀制得混合物料，将混合物料投入挤出机中在各区间温度为180～220℃的条件下熔融共混，挤出发泡，冷却固化后即得高韧性高强度泡沫板；
所述的热处理产物的具体制备步骤为：
（1）将反应混合液倒入三口烧瓶中，将三口烧瓶置于冰水浴中，向三口烧瓶中滴加质量分数为10～15%的氢氧化钠溶液调节pH值，将水浴温度升高至90～100℃，用搅拌装置以300～350r/min的转速搅拌30～40min，搅拌后恒温静置100～120min制得反应浆液；
（2）将反应浆液投入旋转蒸发仪中，在转速为300～350r/min和温度为50～60℃的条件下浓缩至产物质量恒重，将产物投入烘箱中，在温度为105～115℃的条件下干燥2～3h制得干燥产物，将干燥产物投入马弗炉中，将马弗炉内充满氮气，升高马弗炉内温度，恒温静置30～40min制得热处理产物；
所述的反应混合液的具体制备步骤为：
（1）将竹片与豆粕投入烘箱中，在温度为80～100℃的条件下干燥3～4h，干燥后投入蒸汽爆破罐中，密闭蒸汽爆破罐，向罐内输送温度为160～180℃的水蒸气升高罐内气压至1.2～1.5MPa，恒温恒压静置30～40min，静置后打开罐口倒出物料即得汽爆产物；
（2）将汽爆产物与质量分数为6～10%的盐酸投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在频率为32～36kHz的条件下振荡2～3h制得分散液，向烧杯中滴加质量分数为5～8%的柠檬酸溶液，用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌30～40min制得混合反应液；
（3）向烧杯中添加高锰酸钾粉末，将烧杯置于电阻加热套中，将加热套内温度升高至60～70℃，恒温条件下用搅拌器以300～350r/min的转速搅拌80～100min制得氧化反应液，向烧杯中添加溴化钠粉末，继续搅拌15～20min后水浴条件下静置...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷国庆，
申请(专利权)人：深圳市智百灵建筑材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44