一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種塑料的制備方法，尤其是涉及一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料是以環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑作為主體，發(fā)泡形成的一類(lèi)高分子泡沫材料，具有卓越的力學(xué)性能、優(yōu)良的耐水性及耐化學(xué)腐蝕性、很好的耐熱性能(長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)200°C )、較高的尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的電氣性能等優(yōu)點(diǎn)。其在航空航天、軍工國(guó)防、汽車(chē)工業(yè)、生物、電子、醫(yī)藥等行業(yè)具有廣泛的用途。環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制造是在環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑在固化過(guò)程中，由發(fā)泡劑產(chǎn)生的氣體被環(huán)氧樹(shù)脂固化物以氣泡的形式均勻固定于體系內(nèi)而得到的。環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料所用的發(fā)泡劑可以分為化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑。物理發(fā)泡劑主要為低沸點(diǎn)液體，其利用環(huán)氧樹(shù)脂的固化熱使低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)，釋放氣體而發(fā)泡，如三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷、二氯二氟甲烷、己烷、環(huán)己烷、環(huán)戊烷、甲苯等，均是有機(jī)類(lèi)化合物?；瘜W(xué)發(fā)泡劑是一類(lèi)受熱發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)，主要有:偶氮類(lèi)有機(jī)化合物，如偶氮二甲酰胺(ADCA或AC)、2，2’_偶氮二異丁腈(AIBN)、重氮胺基苯(DAB)等，磺酰肼類(lèi)有機(jī)化合物，如4，4’ -氧代雙苯磺酰肼(OBSH)、對(duì)甲苯磺酰肼(TSH)等。
[0003]但是上述的物理發(fā)泡劑都是一些低沸點(diǎn)的有機(jī)液體，其對(duì)大氣環(huán)境有破環(huán)作用，不利于環(huán)保和操作者的安全。而化學(xué)發(fā)泡劑都是一些含氮的化合物，其分解時(shí)雖然可以產(chǎn)生氮?dú)?，但是其分解的副產(chǎn)物也是有毒有害的，而且還有部分分解產(chǎn)物會(huì)殘留在體系中，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料產(chǎn)生不利影響。例如中國(guó)專利CN103073740A公開(kāi)了酚醛泡沫塑料的制備方法，包括以下步驟:將90?100重量份的可發(fā)性甲階酚醛樹(shù)脂，以所述可發(fā)性甲階酚醛樹(shù)脂的重量百分比計(jì)，3 %?5 %的泡沫穩(wěn)定劑，5 %?30 %的固化劑，10 %?20 %的發(fā)泡劑，3%?20%的改性劑與5%?20%的無(wú)機(jī)阻燃劑混合，反應(yīng)后得到混合產(chǎn)物；將所述混合產(chǎn)物在恒溫恒濕條件下進(jìn)行后處理，得到酚醛泡沫塑料，其中發(fā)泡劑選用的仍然是正戊烷、異戊烷、正己烷、環(huán)戊烷、石油醚、異丙基氯和一氯二氟乙烷中的一種或多種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用水作為物理發(fā)泡劑的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制造方法，解決了環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)泡劑有毒有害，不利環(huán)保的問(wèn)題，而且其制造方便，周期短，得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的泡沫密度低，性能良好，泡孔均勻。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，采用以下步驟:
[0007](I)將環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)熱到50?70°C ；
[0008](2)向預(yù)熱的環(huán)氧樹(shù)脂中加入泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、抗氧劑和固化劑，攪拌均勻得到預(yù)混物；
[0009](3)將獲得預(yù)混物在攪拌的情況下繼續(xù)加熱至100?120°C ；
[0010](4)當(dāng)預(yù)混物有起發(fā)跡象時(shí)，迅速將預(yù)混物澆注到預(yù)熱的模具中，發(fā)泡形成環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料；
[0011]所述的發(fā)泡劑為水，最好是去離子水或蒸餾水。
[0012]優(yōu)選的，步驟⑵中環(huán)氧樹(shù)脂、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑及抗氧劑的質(zhì)量比為100: 0.2?5.0: 0.2?3.0: 0.5?2.0，環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑的質(zhì)量比13.0?60.0: I。
[0013]更加優(yōu)選的，環(huán)氧樹(shù)脂為是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，其環(huán)氧值在0.10?0.54eq/100g之間，可以是兩種或兩種以上不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹(shù)脂的混合物。
[0014]更加優(yōu)選的，泡沫穩(wěn)定劑選自采用聚氧乙烯山梨糖醇酐月桂酸酯、聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯烴共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚或環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的一種或幾種。
[0015]更加優(yōu)選的，抗氧劑選自受阻酚類(lèi)抗氧劑或亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑的一種或多種。
[0016]更加優(yōu)選的，固化劑選自芳香族胺、改性芳香族胺、低分子量聚酰胺或脂肪族多胺的一種或幾種。
[0017]更加優(yōu)選的，模具預(yù)熱至120?140°C，當(dāng)被加熱的預(yù)混物有起發(fā)跡象時(shí)，迅速澆注到模具中，發(fā)泡形成環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以水作為物理發(fā)泡劑，屬于物理發(fā)泡法，通過(guò)控制環(huán)氧樹(shù)脂固化過(guò)程和發(fā)泡過(guò)程，利用環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)過(guò)程中所釋放的熱量使體系中的水受熱汽化產(chǎn)生氣體，并在泡沫穩(wěn)定劑的作用下均勻分散于體系中并固定下來(lái)形成均勻的泡沫，使固化過(guò)程與發(fā)泡過(guò)程形成協(xié)同作用，環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)結(jié)束的同時(shí)發(fā)泡過(guò)程也已經(jīng)完成，從而形成性能穩(wěn)定的泡沫體。在制備過(guò)程中，可以通過(guò)選擇環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧值、固化劑的種類(lèi)及加入量、泡沫穩(wěn)定劑的種類(lèi)和加入量、發(fā)泡劑水的加入量等來(lái)控制材料的密度和強(qiáng)度等。以水作為發(fā)泡劑，與現(xiàn)有的技術(shù)相比其在使用過(guò)程中無(wú)毒，發(fā)泡過(guò)程中無(wú)有毒有害的氣體放出，解決了環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)泡劑有毒有害，不利環(huán)保的問(wèn)題，而且其制造方便，周期短，得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的泡沫密度低，性能良好，泡孔均勻。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)用具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于實(shí)施例。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下做出的其它的變化和修改，仍包括在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0020]實(shí)施例1
[0021]一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，采用以下步驟:
[0022](I)稱取環(huán)氧值為0.54eq/100g的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，然后預(yù)熱到60°C。
[0023](2)環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)熱后，以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為基準(zhǔn)(100份)，加入水1.0份，加入烷基酚聚氧乙烯醚0.5份，加入亞磷酸三苯酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物(亞磷酸三苯酯和四[β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯按照質(zhì)量比1:1混合)1.0份，同時(shí)攪拌均勻，然后加入二苯基甲烷二胺(DDM) 26.8份，攪拌均勻，得到環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)混物。
[0024](3)將以上預(yù)混物在攪拌的情況下加熱到110°C ;
[0025](4)預(yù)先將模具在烘箱中預(yù)熱到130°C，當(dāng)以上環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)混物被加熱到110°C后有起發(fā)跡象時(shí)，迅速澆注到模具中，合模。發(fā)泡固化，形成環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料。所得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料為閉孔泡沫，密度為0.14g/cm3，泡孔均勻。
[0026]實(shí)施例2
[0027]一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，采用以下步驟:
[0028](I)稱取環(huán)氧值為0.44eq/100g的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，然后預(yù)熱到60°C。
[0029](2)環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)熱后，以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為基準(zhǔn)(100份)，加入水1.0份，加入烷基酚聚氧乙烯醚0.5份，加入亞磷酸三苯酯和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的混合物(亞磷酸三苯酯和四[β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯按照質(zhì)量比1:1混合)1.0份，同時(shí)攪拌均勻。然后加入二苯基甲烷二胺(DDM)21.9份，攪拌均勻，得到環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)混物。
[0030](3)將以上預(yù)混物在攪拌的情況下加熱到110°C ;
[0031](4)預(yù)先將模具在烘箱中預(yù)熱到130°C，當(dāng)以上環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)混物被加熱到110°C后有起發(fā)跡象時(shí)，迅速澆注到模具中，合模。發(fā)泡固化，形成環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料。所得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料為閉孔泡沫，密度為0.15g/cm3，泡孔均勻。
[0032]實(shí)施例3
[0033]同實(shí)施例1，其中在步驟⑵中加入0.6份的水，其他條件與實(shí)施例1中完全相同。所得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料為閉孔泡沫，密度為0.31g/cm3，泡孔均勻。
[0034]實(shí)施例4
[0035]同實(shí)施例1，其中在步驟⑵中加入0.5份的聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯，其他條件與實(shí)施例1中完全相同。所得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料為閉孔泡沫，密度為0.15g/cm3，泡孔均勻。
[0036]實(shí)施例5
[0037]同實(shí)施例1，其中在步驟⑵中加入1.0份的加入亞磷酸三苯酯和3，9-雙{2-[3-(3-叔丁基-4-羥基-5甲基苯基)丙烯酸]_1，1- 二甲基}-2，4，8，10-四氧雜螺環(huán)十一烷的混合物(亞磷酸三苯酯和3，9-雙{2-[3-(3-叔丁基-4-羥基-5甲基苯基)丙烯酸]-1，1- 二甲基}_2，4，8，10-四氧雜螺環(huán)十一烷按照質(zhì)量比1:1混合)1.0份，其他條件與實(shí)施例1中完全相同。所得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料為閉孔泡沫，密度為0.14g/cm3，泡孔均勻。
[0038]實(shí)施例6
[0039]同實(shí)施例1，其中在步驟⑵中加入二苯基甲烷二胺(DDM) 18.8份和低分子量聚酰胺樹(shù)脂651固化劑15份，其他條件與實(shí)施例1中完全相同。所得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料為閉孔泡沫，密度為0.14g/cm3，泡孔均勻。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，該方法采用以下步驟: (1)將環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)熱到50?70°C; (2)向預(yù)熱的環(huán)氧樹(shù)脂中加入泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、抗氧劑和固化劑，攪拌均勻得到預(yù)混物； (3)將獲得預(yù)混物在攪拌的情況下繼續(xù)加熱至100?120°C； (4)當(dāng)預(yù)混物有起發(fā)跡象時(shí)，迅速將預(yù)混物澆注到預(yù)熱的模具中，發(fā)泡形成環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料； 所述的發(fā)泡劑為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，所述的發(fā)泡劑優(yōu)選去離子水或蒸餾水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中環(huán)氧樹(shù)脂、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑及抗氧劑的質(zhì)量比為100: 0.2?5.0: 0.2?3.0: 0.5?2.0，環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑的質(zhì)量比13.0?60.0: 1
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，所述的環(huán)氧樹(shù)脂為是雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，其環(huán)氧值在0.10?0.54eq/100g之間，可以是兩種或兩種以上不同環(huán)氧值的環(huán)氧樹(shù)脂的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，所述的泡沫穩(wěn)定劑選自采用聚氧乙烯山梨糖醇酐月桂酸酯、聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯烴共聚物、烷基酚聚氧乙烯醚或環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，所述的抗氧劑選自受阻酚類(lèi)抗氧劑或亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，所述的固化劑選自芳香族胺、改性芳香族胺、低分子量聚酰胺或脂肪族多胺的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法，其特征在于，所述的模具預(yù)熱至120?140°C，當(dāng)被加熱的預(yù)混物有起發(fā)跡象時(shí)，迅速澆注到模具中，發(fā)泡形成環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的制備方法：將環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)熱到50～70℃；加入泡沫穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、抗氧劑和固化劑，攪拌均勻得到預(yù)混物；將獲得預(yù)混物在攪拌的情況下繼續(xù)加熱至100～120℃；當(dāng)預(yù)混物有起發(fā)跡象時(shí)，迅速將預(yù)混物澆注到預(yù)熱的模具中，發(fā)泡形成環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料，其中采用水作為發(fā)泡劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用水作為物理發(fā)泡劑，解決了環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)泡劑有毒有害，不利環(huán)保的問(wèn)題，而且其制造方便，周期短，得到的環(huán)氧樹(shù)脂泡沫塑料的泡沫密度低，性能良好，泡孔均勻。
【IPC分類(lèi)】C08L63-00, C08J9-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104530463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410838527
【發(fā)明人】李仙會(huì), 李小慧
【申請(qǐng)人】上海材料研究所
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日