CN106810817A - 一种新型蜜胺泡沫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型蜜胺泡沫及其制备方法，制备蜜胺甲醛预缩合物；将混合均匀的发泡液A冷却后，取出100份，加入1重量份～10重量份的硬化剂和1重量份～100重量份的闭孔发泡剂，高速混合得到发泡液B；将发泡液B均匀的加入布料盒，通过微波辐射装置发泡；在微波辐射的帮助下，硬化剂和发泡剂共同作用得到泡沫初体；将泡沫初体以微波辐射的方式和热空气干燥得到超柔韧性蜜胺泡沫。本发明新型蜜胺泡沫的制备方法制备的泡沫能够做到韧性好，不掉粉；本发明制备的新型蜜胺泡沫应用于建筑、交通、工业领域可以提高新型蜜胺泡沫的吸声隔热效果；并广泛应用于室内室外的需要防水防油的特殊环境而不影响蜜胺泡沫的吸声隔热性能。
Description
技术领域
本发明属于泡沫塑料技术领域，尤其涉及一种新型蜜胺泡沫及其制备方法。
背景技术
蜜胺泡沫，是一种开孔率高达99％以上的三维网格结构的新型泡沫塑料。作为一种低密度、阻燃、吸音的化工新材料，蜜胺泡沫塑料在民用、工业、建筑、交通、航空、军事、日用、电子信息等领域具有十分重要的应用价值，特别适合在有阻燃、高温、低頻噪音吸收要求的环境条件下使用，成为21世纪具有巨大发展前景的新型环保材料。目前也有很多专利提到改善蜜胺泡沫脆性问题，如专利US4666948通过在树脂中加入有机铝或者烷基金属改进其韧性，但效果一般；专利US3093600通过用三元醇改善泡沫的脆性，但是效果不理想；专利US6608118通过热压改善泡沫的脆性，此方法能适当提高泡沫的韧性，但是泡沫的其它力学性能影响很大。软质蜜胺泡沫是一种网络状贯通、开孔结构的泡沫塑料，具有优良的阻燃性能，可替代聚氨酯海绵或和其他吸声隔热材料广泛应用于建筑、交通、工业领域，起到明显的隔热、吸音效果。由于蜜胺泡沫的采用的原料特性和开孔结构，使得蜜胺泡沫具有一定的吸水吸油特性，当蜜胺泡沫被水和油浸泡后，就会影响它的隔热吸声效果，这就限制了蜜胺泡沫的应用范围。因此，需要针对暴露在水和油的环境的应用领域，进行憎水憎油改性。目前，憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备多采用浸渍涂覆处理。ZL101248124A和ZL10011388A公开了憎水憎油泡沫制备的部分工艺，但是并未详细公开浸渍液配方和工艺参数，并且未能解决泡沫持久憎水憎油的问题。
综上所述，目前普通的蜜胺泡沫，因分子结构中含有刚性环，所以脆性大，易掉粉、压缩回弹性差；而且泡沫持久憎水憎油性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型蜜胺泡沫及其制备方法，旨在解决目前普通的蜜胺泡沫，因分子结构中含有刚性环，所以脆性大，易掉粉，压缩回弹性差的问题；
本发明是这样实现的，一种新型蜜胺泡沫的制备方法，该新型蜜胺泡沫的制备方法包括超柔韧性蜜胺泡沫的制备方法，该超柔韧性蜜胺泡沫的制备方法包括以下步骤：
1)制备蜜胺甲醛预缩合物：按重量份计加入100份的蜜胺、100份～600份的多聚甲醛、50份～100份的甲醛溶液、3份～10份的多元醇、30份～50份份的异氰酸酯、1～5的pH调节剂、0.5份～10份的表面活性剂混合物；混合均匀得到发泡液A；
2)将混合均匀的发泡液A冷却后，取出100份，加入1重量份～10重量份的硬化剂和1重量份～100重量份的闭孔发泡剂，高速混合得到发泡液B；
3)将发泡液B均匀的加入布料盒，通过微波辐射装置发泡；
4)在微波辐射的帮助下，硬化剂和发泡剂共同作用得到泡沫初体；
5)将泡沫初体以微波辐射的方式和热空气干燥得到超柔韧性蜜胺泡沫。
进一步，所述步骤1)中制备蜜胺甲醛预缩合物时蜜胺：多聚甲醛摩尔比为1:1～1:6，优选1:2～1:3。
进一步，所述步骤1)中多元醇选十个羟基以内的醇类，优选丙三醇或乙二醇；
所述甲醛溶液的浓度为20％～40％，优选30％；
所述异氰酸酯为单异氰酸酯或二异氰酸酯，优选异氰脲酸酯；
所述pH调节剂为碱金属氢氧化物，优选氢氧化钠；
所述表面活性剂混合物包括阴离子表面活性剂，优选钠盐；
进一步，所述步骤2)中硬化剂为有机酸，所述有机酸为甲酸或乙酸或丙酸；
所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂为正戊烷或正己烷或正庚烷或石脑油或三氯氟甲烷；
所述高速混合得到发泡液B中混合机转速为500r/min～1500r/min，混合时间为20分钟～30分钟；
所述步骤3)中微波功率为500W～3000W，通过微波辐射装置发泡时间为5分钟～10分钟；
所述步骤5)中微波功率为500W～1000W，微波辐射的方式干燥泡沫初体时间为5分钟～20分钟；
所述热空气干燥泡沫初体温度为200℃～300℃，干燥时间为30分钟～80分钟。
本发明另一目的在于提供一种超柔韧性蜜胺泡沫，该超柔韧性蜜胺泡沫按重量份由100份的蜜胺、100份～600份的多聚甲醛、50份～100份的甲醛溶液、3份～10份的多元醇、30份～50份份的异氰酸酯、1～5的pH调节剂、0.5份～10份的表面活性剂混合物、1份～10份的硬化剂和1份～100份的闭孔发泡剂制成。
进一步，该新型蜜胺泡沫的制备方法还包括憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备方法；所述憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备方法包括以下步骤：
步骤一，制备憎水憎油软质蜜胺泡沫专用浸渍液，调节pH为4～7；
步骤二，用步骤一制备的浸渍液浸渍软质蜜胺泡沫1min～10min；
步骤三，挤干浸渍后的软质蜜胺泡沫；
步骤四，烘干软质蜜胺泡沫，干燥温度110℃～180℃；
步骤五，烘培软质蜜胺泡沫，烘培温度180℃～220℃，烘培时间1min～10min。
进一步，所述步骤一中，憎水憎油蜜胺泡沫专用浸渍液成分按重量份计包括1份～10份氟碳憎水憎油剂、0份～10份的低摩尔比蜜胺甲醛树脂、80份～99份的溶剂和0.01份～1份pH调节剂。
进一步，所述氟碳憎水憎油剂固含量20％～30％；所述低摩尔比蜜胺甲醛树脂采用原料蜜胺和甲醛的摩尔比为1:1～1:2，固含量为30％～80％。
进一步，所述pH调节剂为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、苯甲酸、草酸、氯化铁、氯化铵、氯化铝、硫酸铜、硫酸铁中的一种或几种；所述溶剂为水、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、丁醚、环己烷、己烷、石油醚中一种或几种。
本发明的另一目的在于提供一种憎水憎油软质蜜胺泡沫，该憎水憎油软质蜜胺泡沫按重量份计由1份～10份氟碳憎水憎油剂、0份～10份低摩尔比蜜胺甲醛树脂、80份～99份溶剂和0.01份～1份pH调节剂制成。
本发明通过化学接枝加入柔性集团制备的泡沫能够做到韧性好，不掉粉。本发明制备的新型蜜胺泡沫应用于建筑、交通、工业领域可以提高新型蜜胺泡沫的吸声隔热效果。并广泛应用于室内室外的需要防水防油的特殊环境而不影响蜜胺泡沫的吸声隔热性能。
本发明实施例提供的超柔韧性蜜胺泡沫经力学测试，结果如下表：
附图说明
图1是本发明实施例提供的超柔韧性蜜胺泡沫的制备方法流程图；
图2是本发明实施例提供的憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例提供的超柔韧性蜜胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：
S101：制备蜜胺甲醛预缩合物：按重量份计加入100份的蜜胺、100份～600份的多聚甲醛、50份～100份的甲醛溶液、3份～10份的多元醇、30份～50份份的异氰酸酯、1～5的pH调节剂、0.5份～10份的表面活性剂混合物；混合均匀得到发泡液A；
S102：将混合均匀的发泡液A冷却后，取出100份，加入1重量份～10重量份的硬化剂和1重量份～100重量份的闭孔发泡剂，高速混合得到发泡液B；
S103：将发泡液B均匀的加入布料盒，通过微波辐射装置发泡；
S104：在微波辐射的帮助下，硬化剂和发泡剂共同作用得到泡沫初体；
S105：将泡沫初体以微波辐射的方式和热空气干燥得到超柔韧性蜜胺泡沫。
进一步，所述步骤1)中制备蜜胺甲醛预缩合物时蜜胺：多聚甲醛摩尔比为1:1～1:6，优选1:2～1:3。
进一步，所述步骤1)中多元醇选十个羟基以内的醇类，优选丙三醇或乙二醇；
所述甲醛溶液的浓度为20％～40％，优选30％；
所述异氰酸酯为单异氰酸酯或二异氰酸酯，优选异氰脲酸酯；
所述pH调节剂为碱金属氢氧化物，优选氢氧化钠；
所述表面活性剂混合物包括阴离子表面活性剂，优选钠盐；
进一步，所述步骤2)中硬化剂为有机酸，所述有机酸为甲酸或乙酸或丙酸；
所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂为正戊烷或正己烷或正庚烷或石脑油或三氯氟甲烷；
所述高速混合得到发泡液B中混合机转速为500r/min～1500r/min，混合时间为20分钟～30分钟；
所述步骤3)中微波功率为500W～3000W，通过微波辐射装置发泡时间为5分钟～10分钟；
所述步骤5)中微波功率为500W～1000W，微波辐射的方式干燥泡沫初体时间为5分钟～20分钟；
所述热空气干燥泡沫初体温度为200℃～300℃，干燥时间为30分钟～80分钟。
本发明实施例提供的超柔韧性蜜胺泡沫，该超柔韧性蜜胺泡沫按重量份由100份的蜜胺、100份～600份的多聚甲醛、50份～100份的甲醛溶液、3份～10份的多元醇、30份～50份份的异氰酸酯、1～5的pH调节剂、0.5份～10份的表面活性剂混合物、1份～10份的硬化剂和1份～100份的闭孔发泡剂制成。
如图2所示，本发明实施例提供的憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备方法；包括以下步骤：
S201：制备憎水憎油软质蜜胺泡沫专用浸渍液，调节pH为4～7；
S202：用S201制备的浸渍液浸渍软质蜜胺泡沫1min～10min；
S203：挤干浸渍后的软质蜜胺泡沫；
S204：烘干软质蜜胺泡沫，干燥温度110℃～180℃；
S205：烘培软质蜜胺泡沫，烘培温度180℃～220℃，烘培时间1min～10min。
进一步，所述步骤一中，憎水憎油蜜胺泡沫专用浸渍液成分按重量份计包括1份～10份氟碳憎水憎油剂、0份～10份的低摩尔比蜜胺甲醛树脂、80份～99份的溶剂和0.01份～1份pH调节剂。
进一步，所述氟碳憎水憎油剂固含量20％～30％；所述低摩尔比蜜胺甲醛树脂采用原料蜜胺和甲醛的摩尔比为1:1～1:2，固含量为30％～80％。
进一步，所述pH调节剂为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、苯甲酸、草酸、氯化铁、氯化铵、氯化铝、硫酸铜、硫酸铁中的一种或几种；所述溶剂为水、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、丁醚、环己烷、己烷、石油醚中一种或几种。
本发明实施例提供的憎水憎油软质蜜胺泡沫，该憎水憎油软质蜜胺泡沫按重量份计由1份～10份氟碳憎水憎油剂、0份～10份低摩尔比蜜胺甲醛树脂、80份～99份溶剂和0.01份～1份pH调节剂制成。
下面结合超柔韧性蜜胺泡沫的制备方法的具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1
在反应器中加入100g蜜胺，200g多聚甲醛甲醛，50g 37％的甲醛溶液，3g多元醇，40g的异氰酸酯，3g的PH调节剂，5g重量份的表面活性剂混合物，混合均匀反应得到发泡液A；将混合均匀的发泡液A冷却后，取出100份，加入6g硬化剂和40g发泡剂，在转速为1000r/min的高速混料机中搅拌20min，混合均匀得到发泡液B；。将混合物放入微波炉，功率1kw，10分钟后发泡结束，取出泡沫，再将泡沫在功率500kw的微波炉内作用10分钟，最后取出泡沫在200度的烘箱内高温干燥60分钟熟化。将熟化后的泡沫切割成型。
实施例2
在反应器中加入100g蜜胺，250g多聚甲醛甲醛，50g 37％的甲醛溶液，3g多元醇，40g的异氰酸酯，3g的PH调节剂，5g重量份的表面活性剂混合物，混合均匀反应得到发泡液A；将混合均匀的发泡液A冷却后，取出100份，加入6g硬化剂和40g发泡剂，在转速为1000r/min的高速混料机中搅拌20min，混合均匀得到发泡液B；。将混合物放入微波炉，功率1kw，10分钟后发泡结束，取出泡沫，再将泡沫在功率500kw的微波炉内作用10分钟，最后取出泡沫在200度的烘箱内高温干燥70分钟熟化。将熟化后的泡沫切割成型。
实施例3
在反应器中加入100g蜜胺，300g多聚甲醛甲醛，50g 37％的甲醛溶液，3g多元醇，40g的异氰酸酯，3g的PH调节剂，5g重量份的表面活性剂混合物，混合均匀反应得到发泡液A；将混合均匀的发泡液A冷却后，取出100份，加入6g硬化剂和40g发泡剂，在转速为1000r/min的高速混料机中搅拌20min，混合均匀得到发泡液B；。将混合物放入微波炉，功率1kw，10分钟后发泡结束，取出泡沫，再将泡沫在功率500kw的微波炉内作用10分钟，最后取出泡沫在200度的烘箱内高温干燥80分钟熟化。将熟化后的泡沫切割成型。
下面结合憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备方法的具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例一
首先将100g氟碳树脂液(商品号FC-80，固含量为20％)和50g低摩尔比蜜胺甲醛树脂(蜜胺和甲醛摩尔比为1：1.6，固含量40％)和850g蒸馏水混合均匀，用乙酸调节pH为6。然后用上述浸渍液浸渍尺寸为50mm*50mm*50mm的软质蜜胺泡沫，5min后取出挤干浸渍液，再放入120℃烘箱中干燥恒重，最后将烘箱温度调至200℃，在此温度下烘焙5min。
憎水憎油性评价：将浸渍处理后的软质蜜胺泡沫和同样大小(50mm*50mm*50mm)未处理的软质蜜胺泡沫同时自然放入盛水(蓖麻油)的容器中，浸渍处理后的泡沫完全漂浮在水(蓖麻油)面上，而未处理的泡沫逐渐下沉并完全浸没在水(蓖麻油)下。再将浸渍处理后的泡沫在水中挤压使其强迫吸水(蓖麻油)(海绵效应)，然后挤干，如此反复3～5次，再将处理后的泡沫自然放入盛水(蓖麻油)的容器中，泡沫仍然完全漂浮在水(蓖麻油)面上。
下面结合力学测试结果对本发明制备的超柔韧性蜜胺泡沫进一步说明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，该新型蜜胺泡沫的制备方法包括超柔韧性蜜胺泡沫的制备方法，该超柔韧性蜜胺泡沫的制备方法包括以下步骤：
1)制备蜜胺甲醛预缩合物：按重量份计加入100份的蜜胺、100份～600份的多聚甲醛、50份～100份的甲醛溶液、3份～10份的多元醇、30份～50份份的异氰酸酯、1～5的pH调节剂、0.5份～10份的表面活性剂混合物；混合均匀得到发泡液A；
2)将混合均匀的发泡液A冷却后，取出100份，加入1重量份～10重量份的硬化剂和1重量份～100重量份的闭孔发泡剂，高速混合得到发泡液B；
3)将发泡液B均匀的加入布料盒，通过微波辐射装置发泡；
4)在微波辐射的帮助下，硬化剂和发泡剂共同作用得到泡沫初体；
5)将泡沫初体以微波辐射的方式和热空气干燥得到超柔韧性蜜胺泡沫。
2.如权利要求1所述的新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中制备蜜胺甲醛预缩合物时蜜胺：多聚甲醛摩尔比为1:1～1:6。
3.如权利要求1所述的新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中多元醇选十个羟基以内的醇类；
所述甲醛溶液的浓度为20％～40％；
所述异氰酸酯为单异氰酸酯或二异氰酸酯；
所述pH调节剂为碱金属氢氧化物；
所述表面活性剂混合物包括阴离子表面活性剂。
4.如权利要求1所述的新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中硬化剂为有机酸，所述有机酸为甲酸或乙酸或丙酸；
所述发泡剂为物理发泡剂，所述物理发泡剂为正戊烷或正己烷或正庚烷或石脑油或三氯氟甲烷；
所述高速混合得到发泡液B中混合机转速为500r/min～1500r/min，混合时间为20分钟～30分钟；
所述步骤3)中微波功率为500W～3000W，通过微波辐射装置发泡时间为5分钟～10分钟；
所述步骤5)中微波功率为500W～1000W，微波辐射的方式干燥泡沫初体时间为5分钟～20分钟；
所述热空气干燥泡沫初体温度为200℃～300℃，干燥时间为30分钟～80分钟。
5.一种如权利要求1所述新型蜜胺泡沫的制备方法制备的超柔韧性蜜胺泡沫，其特征在于，该超柔韧性蜜胺泡沫按重量份由100份的蜜胺、100份～600份的多聚甲醛、50份～100份的甲醛溶液、3份～10份的多元醇、30份～50份份的异氰酸酯、1～5的pH调节剂、0.5份～10份的表面活性剂混合物、1份～10份的硬化剂和1份～100份的闭孔发泡剂制成。
6.如权利要求1所述的新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，该新型蜜胺泡沫的制备方法还包括憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备方法；所述憎水憎油软质蜜胺泡沫的制备方法包括以下步骤：
步骤一，制备憎水憎油软质蜜胺泡沫专用浸渍液，调节pH为4～7；
步骤二，用步骤一制备的浸渍液浸渍软质蜜胺泡沫1min～10min；
步骤三，挤干浸渍后的软质蜜胺泡沫；
步骤四，烘干软质蜜胺泡沫，干燥温度110℃～180℃；
步骤五，烘培软质蜜胺泡沫，烘培温度180℃～220℃，烘培时间1min～10min。
7.如权利要求6所述的新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，憎水憎油蜜胺泡沫专用浸渍液成分按重量份计包括1份～10份氟碳憎水憎油剂、0份～10份的低摩尔比蜜胺甲醛树脂、80份～99份的溶剂和0.01份～1份pH调节剂。
8.如权利要求6～7任意一项所述的新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述氟碳憎水憎油剂固含量20％～30％；所述低摩尔比蜜胺甲醛树脂采用原料蜜胺和甲醛的摩尔比为1:1～1:2，固含量为30％～80％。
9.如权利要求6所述的新型蜜胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述pH调节剂为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、苯甲酸、草酸、氯化铁、氯化铵、氯化铝、硫酸铜、硫酸铁中的一种或几种；所述溶剂为水、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、丁醚、环己烷、己烷、石油醚中一种或几种。
10.一种如权利要求6所述的新型蜜胺泡沫的制备方法制备的憎水憎油软质蜜胺泡沫，其特征在于，该憎水憎油软质蜜胺泡沫按重量份计由1份～10份氟碳憎水憎油剂、0份～10份低摩尔比蜜胺甲醛树脂、80份～99份溶剂和0.01份～1份pH调节剂制成。
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