一種泡沫尼龍6的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泡沫尼龍6的制備方法，制備得到的 泡沫尼龍6可應(yīng)用于很多領(lǐng)域，如絕熱、隔音、緩沖墊等。
【背景技術(shù)】
[0002] -般來(lái)說(shuō)，熱塑性泡沫塑料包括PVC、聚乙烯和聚丙烯等泡沫塑料，目前制備熱塑 性泡沫塑料的常見方法有以下幾種：
[0003] (1)將壓縮氣體注入到聚合物熔體中是一種常見的制備方法，或者將發(fā)泡劑和熱 不穩(wěn)定填料引入到聚合物熔體中，聚合物熔體在分解過程中會(huì)釋放氣體，但是這種方法制 備出的產(chǎn)物泡孔結(jié)構(gòu)與發(fā)泡倍率有時(shí)候難以控制并且制備的泡沫塑料的泡孔可能具有不 規(guī)則尺寸;還可以將溶于聚合物熔體的化合物引入到聚合物熔體中，通過揮發(fā)這些化合物 來(lái)制備泡沫塑料。
[0004] (2)另一種常見的制備方法是依靠釋放氣體，例如二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)來(lái)制備泡 沫塑料，比如，對(duì)于通過異氰酸酯、多元醇和水之間的反應(yīng)來(lái)制備聚氨酯，同時(shí)釋放二氧化 碳而制得聚氨酯泡沫塑料
[0005] (3)還有一種常見的制備方法是通過對(duì)聚合物熔體強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌來(lái)制備泡沫塑 料，通過強(qiáng)烈的攪拌聚合物的溶液、乳液或懸浮液，使之產(chǎn)生泡沫，然后經(jīng)過膠凝和固化得 到泡沫塑料稱為機(jī)械發(fā)泡。在攪拌的過程中可以通入空氣和加入乳化劑或者表面活性劑來(lái) 縮短攪拌時(shí)間，必須選擇合適的表面活性物質(zhì)使攪拌產(chǎn)生的泡沫穩(wěn)定一段時(shí)間，讓泡壁內(nèi) 的聚合物得以固定，比如脲甲醛泡沫塑料就是通過機(jī)械攪拌而制得的。
[0006] 泡沫尼龍6也可以借助機(jī)械攪拌通過讓異氰酸酯和內(nèi)酰胺單體與用于活化陰離子 聚合的堿接觸來(lái)制得。比如一種用于生產(chǎn)泡沫尼龍6的制備方法，該泡沫尼龍6的原料包括 具有至少兩個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)化合物、內(nèi)酰胺單體、用于活化陰離子聚合的堿和具有至少 一個(gè)羥基官能團(tuán)的非離子含氟表面活性劑的可發(fā)泡組合物。該泡沫尼龍6制備方法較為簡(jiǎn) 單，直接由內(nèi)酰胺單體原位制得泡沫尼龍6,不需要引入外部化合物，尤其對(duì)于制備泡沫塑 料來(lái)說(shuō)，該方法可以控制發(fā)泡反應(yīng)。其次，該方法更是靈活的：具體來(lái)說(shuō)，通過該方法，尤其 是通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整表面活性劑的種類和用量，可以輕易獲得各種屬性和性能的泡沫尼龍6， 但是制備出來(lái)的泡沫尼龍6泡孔分布不夠均勻，泡孔的尺寸較大，性能不足，而調(diào)節(jié)泡孔尺 寸和分布是改善泡沫尼龍6性能的一種有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種泡沫尼龍6的制備方法，通過該方法所制備得到的泡 沫尼龍6不僅具有泡沫塑料優(yōu)良的性能，而且具有比一般泡沫塑料更優(yōu)秀的機(jī)械性能和熱 性能，特別表現(xiàn)在其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和耐熱性等方面。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施的：
[0009] -種泡沫尼龍6的制備方法，包括以下步驟：
[0010] (1)、將己內(nèi)酰胺在反應(yīng)容器中加熱至90-150°C，使己內(nèi)酰胺熔融，真空脫水，真空 度為 10-LlO-3Pa;
[0011] (2)、接著將反應(yīng)容器加熱至150-175°C，加入催化劑，繼續(xù)抽真空，其中加入的催 化劑與己內(nèi)酰胺的重量比為0.5-5:100，真空度為;
[0012](3)、將反應(yīng)容器加熱至155-185°(3，按照活化劑與己內(nèi)酰胺的重量比為7.5-25: 100的比例加入活化劑，攪拌混勾后，關(guān)閉攪拌，使其自然發(fā)泡成型，保溫30-60min后冷卻， 即得產(chǎn)物泡沫尼龍6。
[0013]步驟(2)中，所述催化劑為金屬鈉、金屬鉀、金屬鎂、金屬鋰、氫氧化鈉、碳酸鈉、氫 化鈉及醇鈉化合物中的一種。
[0014]步驟(3)中，所述活化劑為經(jīng)過有機(jī)氟改性的改性活化劑，對(duì)應(yīng)所述改性活化劑的 原活化劑為異氰酸酯、乙?；簝?nèi)酰胺、碳酸酯及羧酸酯中的一種。
[0015]步驟⑶中，所述活化劑通過如下方法制備：
[0016]①、將原活化劑在反應(yīng)容器中加熱至70_100°C，磁力攪拌，使原活化劑充分預(yù)熱； [0017]②、按照有機(jī)氟中0H與原活化劑中NCO的摩爾比為1: 2-5的比例，逐滴向反應(yīng)容器 中滴加有機(jī)氟，磁力攪拌，使有機(jī)氟與原活化劑充分反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60-120min，制得改性 活化劑；
[0018] ③、將脫水預(yù)熱的甲苯加入反應(yīng)容器中，攪拌使得步驟②中的改性活化劑溶解在 熱甲苯中，使殘余的原活化劑溶解在甲苯中，將其倒出至廣口容器中，待其冷卻分層，除去 上層的甲苯溶液，即除去殘余的原活化劑，得到下層的改性活化劑；
[0019] ④、將己內(nèi)酰胺在反應(yīng)容器中加熱至90-150°C，使己內(nèi)酰胺熔融得到己內(nèi)酰胺熔 體，真空脫水，真空度為10-LlO- 3;pa;
[0020] ⑤、按照改性活化劑與己內(nèi)酰胺重量比為10-20:100的比例，向步驟④得到的己內(nèi) 酰胺熔體中加入步驟③中得到的改性活化劑，磁力攪拌，使改性活化劑與己內(nèi)酰胺充分反 應(yīng)，制得己內(nèi)酰胺封端的改性活化劑，待其冷卻結(jié)晶后，用蒸餾水洗滌除去過量的己內(nèi)酰 胺，烘干后得到最終產(chǎn)物改性活化劑。
[0021 ]步驟②中，所述有機(jī)氟為全氟聚醚、端羥基氟樹脂及氟醇。
[0022] 步驟③中，所述甲苯經(jīng)過金屬鈉回流脫水，并且預(yù)熱至60_80°C。
[0023] 本發(fā)明通過制備含表面活性鏈段的改性活性劑，通過添加適量的改性活性劑，使 己內(nèi)酰胺在陰離子聚合的時(shí)候同時(shí)伴隨著發(fā)泡過程，直接從己內(nèi)酰胺單體制備得泡沫尼龍 6。由于泡沫尼龍6的基體是尼龍6,因此由酰胺基團(tuán)提供的大量氫鍵使泡沫尼龍6具備較好 的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和耐熱性。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡 述。
[0025]下面實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026] 實(shí)施例一
[0027]本發(fā)明一種泡沫尼龍6的制備方法，包括以下步驟：
[0028] (1)將40重量份的己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中加熱至120°C，使得己內(nèi)酰胺熔融，真 空脫水30min，真空度保持在10-LlO-3Pa;
[0029] (2)打開反應(yīng)容器的泄壓閥門，解除真空，將反應(yīng)容器加熱至160°C，加入1.5重量 份的催化劑氫氧化鈉，真空脫水30min，真空度保持在;
[0030] (3)解除真空，加入6重量份的全氟聚醚改性活化劑，迅速磁力攪拌下混勻后，關(guān)閉 攪拌，使其自然發(fā)泡成型，保溫60min后自然冷卻即得泡沫尼龍6。
[0031 ]步驟(3)中，全氟聚醚改性活化劑通過如下方法制備：
[0032]①、將原活化劑異氰酸酯在反應(yīng)容器中加熱至80°C，磁力攪拌，使原活化劑充分預(yù) 執(zhí). ，
[0033]②、按照全氟聚醚中0H與原活化劑異氰酸酯中NCO的摩爾比為1: 2.5的比例，逐滴 向反應(yīng)容器中滴加全氟聚醚，磁力攪拌，使全氟聚醚與原活化劑異氰酸酯充分反應(yīng)，反應(yīng)時(shí) 間為90min，制得改性活化劑；
[0034]③、將經(jīng)過金屬鈉回流脫水，并且預(yù)熱至60°C的甲苯加入反應(yīng)容器中，攪拌使得步 驟②中的改性活化劑溶解在熱甲苯中，使殘余的異氰酸酯溶解在甲苯中，將其倒出至廣口 容器中，待其冷卻分層，除去上層的甲苯溶液，即除去殘余的異氰酸酯，得到下層的改性活 化劑；
[0035]④、將己內(nèi)酰胺在反應(yīng)容器中加熱至140°C，使己內(nèi)酰胺熔融得到己內(nèi)酰胺熔體， 真空脫水，真空度保持在HTlK^Pa;
[0036] ⑤、按照改性活化劑與己內(nèi)酰胺重量比為10:100的比例，向步驟④得到的己內(nèi)酰 胺熔體中加入步驟③中得到的改性活化劑，磁力攪拌，使改性活化劑與己內(nèi)酰胺充分反應(yīng)， 制得己內(nèi)酰胺封端的改性活化劑，待其冷卻結(jié)晶后，用蒸餾水洗滌除去過量的己內(nèi)酰胺，烘 干后得到最終產(chǎn)物全氟聚醚改性活化劑。
[0037] 通過實(shí)施例一所得泡沫尼龍6的性能如表一：
[0038] 表一實(shí)施例一制備得到的泡沫尼龍6的各項(xiàng)性能指標(biāo)
[0039]
[0040]上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，制備得到的泡沫尼龍6具有較好的拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和耐熱 性。
[0041 ] 實(shí)施例二
[0042]本發(fā)明一種泡沫尼龍6的制備方法，包括以下步驟：
[0043] (1)將40重量份的己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中加熱至150°C，真空脫水30min，真空度 保持在 10-lio-3Pa;
[0044] (2)打開反應(yīng)容器的泄壓閥門，解除真空，將反應(yīng)容器加熱至170°C，加入0.6重量 份的催化劑氫化鈉，真空脫水30min，真空度保持在;
[0045] (3)解除真空，加入10重量份的端羥基氟樹脂改性活化劑，迅速磁力攪拌下混勻 后，關(guān)閉攪拌，使其自然發(fā)泡成型，保溫30min后自然冷卻即得泡沫尼龍6。
[0046] 步驟(3)中，端羥基氟樹脂改性活化劑通過如下方法制備：
[0047] ①、將原活化劑異氰酸酯在反應(yīng)容器中加熱至85°C，磁力攪拌，使原活化劑充分預(yù) 執(zhí). ，
[0048] ②、按照端羥基氟樹脂中0H與原活化劑異氰酸酯中NCO的摩爾比為1:3的比例，逐 滴向反應(yīng)容器中滴加端羥基氟樹脂，磁力攪拌，使端羥基氟樹脂與原活化劑異氰酸酯充分 反應(yīng)，反應(yīng)