一種三聚氰胺泡沫發(fā)泡液的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三聚氰胺泡沫發(fā)泡液的制備工藝，該發(fā)泡液主要原料包括：三聚氰胺泡沫專用樹脂、表面活性劑、穩(wěn)泡劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑等。發(fā)泡液制備所需專用設(shè)備為：高速攪拌機、輸出泵、單/雙螺桿擠出機共同組成，高速攪拌機的轉(zhuǎn)速1000～5000轉(zhuǎn)/分鐘，擠出機由單螺桿和雙螺桿串聯(lián)組合使用或單獨使用。將制備發(fā)泡液所需原料按設(shè)計比例加入高速攪拌機中，開動攪拌，初步混合均勻后，由輸送泵送入擠出機，經(jīng)擠出機后得到高度均勻的發(fā)泡液。發(fā)泡液進入發(fā)泡工藝制備三聚氰胺泡沫。
【專利說明】一種三聚氰胺泡沬發(fā)泡液的制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子新材料領(lǐng)域，具體說，涉及的是一種三聚氰胺泡沫發(fā)泡液的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]三聚氰胺泡沫具有優(yōu)良的阻燃、吸音、降噪、隔熱、耐高溫、耐化學腐蝕性、低發(fā)煙率、便捷的后加工性等性能，阻燃和吸音是三聚氰胺泡沫塑料最突出的特點，這些特性使其在建筑、裝飾、公共場所、機電設(shè)備、交通車輛等越來越多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
[0003]據(jù)統(tǒng)計表明，80%以上的火災(zāi)死亡都與吸入有毒煙霧相關(guān)。目前，常見的泡沫材料(如聚氨酯、超細玻璃棉、聚苯乙烯、酚醛泡沫等)除了本身阻燃性能差外，其耐高溫性能也差，這就導(dǎo)致其在火災(zāi)中釋放 大量的煙霧和有毒氣體。三聚氰胺甲醛泡沫因其本身具有高阻燃性能，在不添加任何阻燃劑的情況下，就可以達到DIN4102 (德國標準)所規(guī)定的BI級低可燃性材料標準和UL94-V0 (美國保險協(xié)會標準)級高阻燃材料標準。
[0004]然而，三聚氰胺甲醛泡沫一直存在著脆性大、掉渣嚴重、壓縮回彈性差等問題。這些問題在公開的專利(如 US400050、US4334971、DE870027、US6608118、FR1073642、CN200510038093.8等)配方中還沒得到有效的改善。人們也試圖通過各種改性(如US5436278、US6608118、CN200910263526.8、CN201110082559.X 等)來改善這些問題，雖然這些方法改善了泡沫的局部性能，但是也多少影響了泡沫原本優(yōu)良的性能。比如:專利CN200910263526.8，雖然改善了泡沫的韌性，但因為其添加大量的聚乙烯醇，進而影響了泡沫本身的阻燃性能。
[0005]三聚氰胺泡沫的性能主要由專用樹脂制備工藝、發(fā)泡液制備工藝、泡沫制備工藝三部分決定。發(fā)泡液制備工藝決定發(fā)泡液的組成和均勻性，最終決定三聚氰胺泡沫的性能和廢品率的高低。針對三聚氰胺泡沫現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本專利發(fā)明經(jīng)過大量的實驗，篩選出比較優(yōu)良的發(fā)泡液配制工藝和科學的發(fā)泡液混合專用裝置。配制發(fā)泡液所需的專用混合裝置由高速攪拌機、輸送泵、單/雙螺桿擠出機組成。配制發(fā)泡液所需的各種原料經(jīng)高速攪拌機初步混合后由輸送泵送入單/雙螺桿擠出機，獲得高度均勻的發(fā)泡液。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種三聚氰胺泡沫發(fā)泡液的制備工藝，以改善現(xiàn)有泡沫存在的基本問題，為三聚氰胺泡沫生產(chǎn)過程中發(fā)泡液制備提供工藝和設(shè)備選型的依據(jù)。
[0007]本發(fā)明所涉及的三聚氰胺泡沫的發(fā)泡液制備工藝主要包括:三聚氰胺泡沫塑料專用樹脂、表面活性劑、穩(wěn)泡劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、成核劑、助劑等；制備發(fā)泡液的專用設(shè)備由高速攪拌機、輸出泵、單/雙螺桿擠出機組成。
[0008]所述的專用樹脂質(zhì)量百分含量為30~90%，優(yōu)選固含量在50~80% ;粘度在10000-5000mPa.s，優(yōu)選 1500 ~4000mPa.S。
[0009]所述的專用設(shè)備由高速攪拌機、輸出泵、單/雙螺桿擠出機共同組成。高速攪拌機的轉(zhuǎn)速1000~5000轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選2000~4000轉(zhuǎn)/分鐘；擠出機由單螺桿和雙螺桿串聯(lián)
組合使用或單獨使用。
[0010]所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑中的一種或多種復(fù)配，表面活性劑可以直接加入或者以溶液的形式加入專用樹脂中，表面活性劑用量與專用樹脂質(zhì)量比為100: 0.1~30，優(yōu)選100: 0.5~15。
[0011]陰離子表面活性劑包括:高級脂肪酸三乙醇銨鹽、烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α -磺基單羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、石油磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽、脂肪醇硫酸酯鹽、仲烷基硫酸酯鹽等；陽離子表面活性劑包括:脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、季銨鹽、雜環(huán)類(咪唑啉類、嗎啉胍類、三嗪類衍生物類)等；非離子表面活性劑:聚氧乙烯型(如烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚醚型非離子表面活性劑)、多元醇型(如吐溫系列)、烷基醇酰胺型、非離子氟碳表面活性劑等。
[0012]所述的穩(wěn)泡劑為硅油系列、硅樹脂聚醚乳液類、大分子物質(zhì)(如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白、多肽、淀粉、纖維素等)、非離子表面活性劑(如十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、吐溫系列、斯潘系列)、聚二甲硅氧烷與聚氧化烯烴的嵌段共聚物等，其用量與專用樹脂質(zhì)量比為100: O~20，優(yōu)選100: 0.5~10。
[0013]所述的發(fā)泡劑為其所述的發(fā)泡劑為分解溫度低于200°C的化學發(fā)泡劑或沸點低于100°C的物理發(fā)泡劑中的一種或者多種復(fù)配，發(fā)泡劑的用量與三聚氰胺泡沫專用樹脂質(zhì)量比為100: I~50，優(yōu)選100: 3~30?；瘜W發(fā)泡劑包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化銨、醋酸銨、草酸銨等；物理發(fā)泡劑包括:丁烷、正戊烷、異戊烷、環(huán)戊烷、正己烷、環(huán)己烷、正庚烷、異辛烷、石油醚、環(huán)己烯 、三氯三氟乙烷、1，2-二氯乙烷、溴丙烷、氯丁烷、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、草酸二乙酯、甲苯-2，4-二異氰酸酯等。
[0014]所述的交聯(lián)劑為鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、亞磷酸、亞硫酸、偏磷酸、焦磷酸、硼酸、檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、丁酸、丙二酸、丙烯酸、對甲苯磺酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、氨基酸、苯甲酸、苯二甲酸、苯三甲酸、酒石酸、乳酸、異丁酸、磺基水楊酸、萘二磺酸、順丁烯二酸、其他多羥基酸以及相應(yīng)的酸酐，交聯(lián)劑的用量與專用樹脂的質(zhì)量比為100: 0.5~25，優(yōu)選100:1~12。
[0015]所述的助劑為脫模劑、增塑劑、增強材料、納米材料、顏料、增白劑、憎水劑、防老劑、或者其他用于改善泡沫某方面性能的添加材料，其使用方式為一種或多種復(fù)加，助劑用量與專用樹脂的質(zhì)量比為100: O~25，優(yōu)選100: O~15。助劑的選擇主要針對我們對泡沫某方面性能的需求，這方面技術(shù)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是基本的常識。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體的實施案例，對本發(fā)明進行具體詳細說明，但是本發(fā)明的實施方式并不僅限于此。
[0017]實施例1
[0018]發(fā)泡液制備:將專用樹脂1000g、0P-10100g、吐溫205g、正戊烷150g、磷酸50g加
入高速攪拌機中，開動攪拌，初步混合均勻后，由輸送泵送入擠出機，經(jīng)擠出機后得到高度均勻的發(fā)泡液。[0019]發(fā)泡液經(jīng)專用微波發(fā)泡裝置發(fā)泡1-4分鐘，130~150°C后交聯(lián)、定型、干燥40分鐘，制得三聚氰胺泡沫塑料。泡沫密度8kg/m3，壓縮強度8kpa。
[0020]實施例2
[0021]專用樹脂1000g、十二烷基苯磺酸鈉100g、吐溫8015g、石油醚200g、磷酸80g。按照實施例1的工藝制得的三聚氰胺泡沫塑料密度10kg/m3，壓縮強度lOkpa。
[0022]實施例3
[0023]專用樹脂1000g、丁基萘磺酸鈉80g、吐溫857g、正己烷300g、乙酸50g。按照實施例I的發(fā)泡工藝制得的三聚氰胺泡沫塑料密度5kg/m3，壓縮強度6kpa。
[0024]實施例4
[0025]專用樹脂1000g、十二烷基聚氧乙烯醚110g、吐溫4015g、異戊烷200g、甲酸甲酯200g、磷酸 25g、甲酸 35g。
[0026]按照實施例1的發(fā)泡工藝制得的三聚氰胺泡沫塑料密度15kg/m3，壓縮強度12kpa。。
[0027]實施例5
[0028]專用樹脂1000g、0P_1050g、丁基萘磺酸鈉30g、硅油15g、石油醚260g、納米炭黑100g、磷酸30g、檸檬酸30g、防老劑10g。
[0029]按照實施例1的發(fā)泡工藝制得的三聚氰胺泡沫塑料密度12kg/m3，壓縮強度14kpa。。
[0030]實施例6
[0031]專用樹脂1000g、聚二甲硅氧烷與聚氧化烯烴的嵌段共聚物100g、磺化蓖麻油15g、三氯三氟乙烷200g、碳酸氫鈉50g、丙二酸10g、防老劑10g。
[0032]按照實施例1的發(fā)泡工藝制得的三聚氰胺泡沫塑料密度9kg/m3，壓縮強度8kpa。
【權(quán)利要求】
1.一種三聚氰胺泡沫發(fā)泡液的制備工藝，其特征在于:發(fā)泡液主要由三聚氰胺泡沫塑料專用樹脂、表面活性劑、穩(wěn)泡劑、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、助劑等組成；發(fā)泡液配制專用設(shè)備由高速攪拌機、輸送泵、單/雙螺桿擠出機組成；發(fā)泡液經(jīng)高速攪拌機初步混合后由輸送泵送入單/雙螺桿擠出機，獲得高度均勻的發(fā)泡液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:其所述的三聚氰胺泡沫專用樹脂質(zhì)量百分含量30~90%，粘度1000~5000mPa.S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:其所用的設(shè)備由高速攪拌機、輸出泵、單/雙螺桿擠出機共同組成，高速攪拌機的轉(zhuǎn)速1000~5000轉(zhuǎn)/分鐘；擠出機由單螺桿和雙螺桿串聯(lián)組合使用或單獨使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:其所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑中的一種或多種復(fù)配；陰離子表面活性劑包括:高級脂肪酸三乙醇銨鹽、烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、烷基磺酸鹽、α-磺基單羧酸酯、脂肪酸磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、石油磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽、脂肪醇硫酸酯鹽；陽離子表面活性劑包括:脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多胺鹽、咪唑啉類、嗎啉胍類、三嗪類衍生物類；非離子表面活性劑包括:烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚醚型非離子表面活性劑、吐溫系列、烷基醇酰胺型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:其所述的表面活性劑加入方式為直接或者以溶液的形式加入三聚氰胺泡沫專用樹脂中，表面活性劑用量與專用樹脂質(zhì)量的比為100: 0.1~30。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:所述的穩(wěn)泡劑為硅油、硅樹脂聚醚乳液、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、蛋白質(zhì)、多肽、淀粉、纖維素、十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、吐溫系列、斯潘系列或聚二甲硅氧烷與聚氧化烯烴的嵌段共聚物，其用量與專用樹脂質(zhì)量比為100: 0.5~10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:其所述的發(fā)泡劑為分解溫度低于200°C的化學發(fā)泡劑或沸點低于100°C的物理發(fā)泡劑中的一種或者多種復(fù)配，發(fā)泡劑的用量與三聚氰胺泡沫專用樹脂質(zhì)量比為100:1~50。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備工藝，其特征在于:化學發(fā)泡劑包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化銨、醋酸銨或草酸銨；物理發(fā)泡劑包括丁烷、正戊烷、異戊烷、環(huán)戊烷、正己烷、環(huán)己烷、正庚烷、異辛烷、石油醚、環(huán)己烯、三氯三氟乙烷、1，2-二氯乙烷、溴丙烷、氯丁烷、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、草酸二乙酯或甲苯-2，4-二異氰酸酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:其所述的交聯(lián)劑為鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、亞磷酸、亞硫酸、偏磷酸、焦磷酸、硼酸、檸檬酸、甲酸、乙酸、草酸、丙酸、丁酸、丙二酸、丙烯酸、對甲苯磺酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、氨基酸、苯甲酸、苯二甲酸、苯三甲酸、酒石酸、乳酸、異丁酸、磺基水楊酸、萘二磺酸、順丁烯二酸或其他多羥基酸以及相應(yīng)的酸酐中的一種或幾種復(fù)合，交聯(lián)劑的用量與專用樹脂的質(zhì)量比為100: 0.5~25。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)泡液制備工藝，其特征在于:其所述的其它助劑為脫模劑、增塑劑、增強材料、顏料、憎水劑、防老劑等，助劑用量與專用樹脂的質(zhì)量比為100: O~25。
【文檔編號】C08L61/28GK104031284SQ201410213567
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】劉紹英, 李子健, 王公應(yīng) 申請人:中國科學院成都有機化學有限公司