一种制备密胺泡孔材料的方法及应用技术

本发明专利技术属于高分子聚合物合成及应用技术领域，公开了一种高效制备密胺泡孔材料的方法及应用，本发明专利技术采用在密胺树脂分子设计中引入不饱和双键基团，采用自由基引发

【技术实现步骤摘要】
一种制备密胺泡孔材料的方法及应用


[0001]本专利技术属于高分子聚合物合成及应用
，特别涉及一种制备密胺泡孔材料的方法及应用。

技术介绍

[0002]三聚氰胺
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甲醛树脂又称密胺树脂，由三聚氰胺与甲醛经加成反应形成预聚物，再经脱水缩合反应合成的高分子聚合物；以密胺树脂为主材料制得的泡孔材料为典型三维交联结构，其泡孔骨架结构表现为刚硬但易脆等特征，在低密度下易出现严重掉粉、掉渣等现象。
[0003]专利公开文本CN107936282A中，以改性密胺树脂、发泡剂、表面活性剂、开孔剂以及固化剂等按比例混合后放入模具中，利用频率为2450兆赫、功率为2KW的微波发泡60秒，然后加热230～280℃条件下风干10～20min，制得密胺硬质泡棉，其泡棉各项性能如下：抗压强度≥0.080MPa，抗弯强度≥0.375MPa，泡沫密度≥8.2kg/m3，回弹率≥63％；专利公开文本CN110713690A中，将改性密胺树脂、阻燃剂、改性剂、乳化剂以及发泡剂等以一定比例混合后，在微波炉中发泡4min，发泡功率为2000W，然后移至烘箱在180℃条件下熟化1h，得到改性三聚氰胺泡沫塑料，其产品各项性能如下：游离甲醛含量≤0.15mg/L，拉伸强度140kPa，燃烧热值15MJ/Kg，断裂伸长率32％左右；专利公开文本CN107501858A中，以增韧密胺树脂、改性剂、固化剂、乳化剂搅拌均匀注于模具100～120℃下保温发泡2～3h，静置冷却55～70℃保温固化2～3h，制备三聚氰胺泡沫，其泡沫各项性能如下：压缩强度0.160MPa左右，弹性模量2.85MPa。
[0004]上述专利公开文本中，多以改性密胺树脂与固化剂、发泡剂等相关功能助剂混合形成预发泡液，采用微波或者热风箱发泡方式进行密胺泡孔材料制备，在此过程中，密胺树脂的固化速度应与发泡剂的发泡速度需高度协同统一且所用发泡剂多采用低沸点有机溶剂(正戊烷、异戊烷等)，易造成挥发性有机化合物(VOCs)排放等问题；现阶段密胺树脂无论采用酸固化还是热固化，其固化速率较慢均存在耗时、耗能等问题，由此极大制约了密胺泡孔材料的发展。
[0005]针对上述问题，有必要开发一种高效制备密胺泡孔材料的方法。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种制备密胺泡孔材料的方法。本专利技术采用在密胺树脂分子设计中引入不饱和双键基团，采用自由基引发
‑
化学发泡的技术手段，以解决密胺发泡材料结构性的性能上的上述不足，兼顾材料综合性能的提高，以拓展其在高性能吸附材料、墙体保温材料等领域的应用。
[0007]本专利技术另一目的在于提供上述方法制备的密胺泡孔材料。
[0008]本专利技术再一目的在于提供上述密胺泡孔材料在吸附材料、墙体保温材料的应用。
[0009]本专利技术的目的通过下述方案实现：
[0010]一种制备密胺泡孔材料的方法，制备步骤如下：
[0011](1)密胺树脂的制备：称取多聚甲醛、混合醛类溶液、三聚氰胺和N
‑
羟甲基丙烯酰胺搅拌均匀，得到混合溶液，接着用醇胺溶液调节pH值的范围后，将混合溶液升温待溶液澄清后，降温，然后加入不饱和醇类物质进行反应，反应结束后用醇胺溶液调节pH值的范围，冷至室温，得到密胺树脂；
[0012](2)密胺泡孔材料的制备：将步骤(1)得到的密胺树脂、引发剂和其它助剂混合均匀，将得到的混合料进行预反应，反应完成后，加入发泡剂并混合均匀后进行发泡，得到密胺泡孔材料。
[0013]步骤(1)中的密胺树脂按以下按质量份计的配比制备：
[0014]多聚甲醛12～15份，混合醛类溶液160～240份，三聚氰胺126份，N
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羟甲基丙烯酰胺15～30份，醇胺溶液4～8份，不饱和醇类物质92～124份，；
[0015]步骤(1)中所述的混合醛类溶液为37％甲醛水溶液和50％戊二醛水溶剂的混合物；
[0016]步骤(1)中所述的混合溶液中甲醛：戊二醛摩尔比为1:0
‑
1:1，所述的甲醛含量是指多聚甲醛与混合醛类溶液合并后的有效含量，优选摩尔比为7:3；
[0017]步骤(1)中所述的醇胺溶液为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种，优选为二乙醇胺；所述的用醇胺溶液调节pH值是指将pH调节至8
‑
9；
[0018]步骤(1)中所述的升温是指将混合溶液温度升至80
‑
95℃；所述的降温是指将混合溶液温度降至50
‑
70℃；
[0019]步骤(1)中所述的不饱和醇类物质为丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基缩水甘油醚中的至少一种，优选为丙烯酸羟丙酯；
[0020]步骤(1)中所述的加入不饱和醇类物质进行反应，优选为将饱和醇类物质在15min内滴加完；所述的反应时间为1
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3h；
[0021]步骤(1)中所述的反应结束后调节pH值是指8
‑
9；
[0022]步骤(2)中的密胺泡孔材料按以下按质量份计的配比制备：
[0023]密胺树脂20
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40份，引发剂0.2～0.5份，其它助剂0.4～1.4份，泡发剂0.4
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1.6份；
[0024]步骤(2)中所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化苯甲酰中的至少一种，优选为过硫酸钾；
[0025]步骤(2)中所述其它助剂为硅酸钠、硅酸钙、碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠等碱类化合物中的至少一种；优选硅酸钠与碳酸氢钠混合使用，两者质量比优选为5:2；
[0026]步骤(2)中的预反应是指在35～75℃下恒温3～7min，优选为60℃恒温5min；
[0027]步骤(2)中所述的发泡剂为50％硫酸溶液、丙烯酸、甲基丙烯酸等酸类化合物中的至少一种；优选甲基丙烯酸；
[0028]步骤(2)中所述的发泡条件是指在500W微波炉内进行发泡，发泡时间为1～3min，优选发泡时间为2min。
[0029]上述方法中未明确指明温度的均在室温下进行。
[0030]一种由上述方法制备得到的密胺泡孔材料。
[0031]上述的密胺泡孔材料在吸附材料、墙体保温材料等领域的应用。
[0032]本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0033](1)本专利技术所述的方法高效制备的密胺泡孔材料易碎性质量损失率为2.0％，不仅改善了普通密胺泡孔结构材料脆性大，易掉粉、掉渣等现象，而且简化密胺泡孔材料的工艺流程，制备的泡孔材料各项性能如下：表观密度30～40kg/m3，抗折强度≥200kPa,压缩强度≥380kPa，体积吸水率≤1.0％。本专利技术的泡孔材料易碎性质量损失率≤2.0％，可应用于墙体保温材料、吸附材料等领域中。
[0034](2)本专利技术所述的制备密胺泡孔材料的方法，使用了常规易购的原材料，并同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备密胺泡孔材料的方法，其特征在于包括以下制备步骤：(1)密胺树脂的制备：称取多聚甲醛、混合醛类溶液、三聚氰胺和N
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羟甲基丙烯酰胺搅拌均匀，得到混合溶液，接着用醇胺溶液调节pH值的范围后，将混合溶液升温待溶液澄清后，降温，然后加入不饱和醇类物质进行反应，反应结束后用醇胺溶液调节pH值的范围，冷至室温，得到密胺树脂；(2)密胺泡孔材料的制备：将步骤(1)得到的密胺树脂、引发剂和其它助剂混合均匀，将得到的混合料进行预反应，反应完成后，加入发泡剂并混合均匀后进行发泡，得到密胺泡孔材料。2.根据权利要求1中所述的制备密胺泡孔材料的方法，其特征在于：步骤(1)中的密胺树脂按以下按质量份计的配比进行制备：多聚甲醛12～15份，混合醛类溶液160～240份，三聚氰胺126份，N
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羟甲基丙烯酰胺15～30份，醇胺溶液4～8份，不饱和醇类物质92～124份；步骤(1)中所述的混合醛类溶液为37％甲醛溶液和50％戊二醛的混合物；步骤(1)中所述的醇胺溶液为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种，优选为二乙醇胺。3.根据权利要求1中所述的制备密胺泡孔材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的混合溶液中甲醛：戊二醛摩尔比为1:0
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1:1，优选为7:3。4.根据权利要求1中所述的制备密胺泡孔材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的醇胺溶液为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种，优选为二乙醇胺；所述的用醇胺溶液调节pH值是指将pH调节至8
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9；步骤(1)中所述的升温是指将混合溶液温度升至80
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95℃；所述的降温是指将混合溶液温度降至50
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹立久，陈玉放，靳焘，严超，王鑫琦，
申请(专利权)人：中科检测技术服务广州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：