[发明专利]聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料，其特征在于所述复合材料是以聚甲基丙烯酰亚胺为基体，以无机纳米材料为增强材料，复合材料中还包括有各种添加剂，所述聚甲基丙烯酰亚胺基体、无机纳米材料和添加剂的质量百分比分别为：

聚甲基丙烯酰亚胺基体        82％～89％

无机纳米材料                1.5％～8.5％

添加剂                      4％～16％；

所述聚甲基丙烯酰亚胺基体是由轻度交联的甲基丙烯酸-甲基丙烯酰胺-甲基丙烯腈共聚物经高温酰亚胺化制得，三者之间的质量比为(40～70)∶(10～40)∶(20～50)；所述无机纳米材料为蒙脱土、纳米SiO₂、纳米CaCO₃或者有机包覆纳米CaCO₃；所述添加剂包括表面活性剂、脱膜剂、阻聚剂和发泡剂。

2.根据权利要求1所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料，其特征在于所述无机纳米材料的粒径为30～100nm。

3.一种如权利要求1或2所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、按下述组分及其质量份数准备所需的原料：

单体                        100份

无机纳米材料                0.65～10份

阻聚剂                      0.01～0.05份

引发剂                      0.1～1份

发泡剂                      5～20份

交联剂                      0.2～1.5份

表面活性剂                  0.5～2份

脱模剂                      0.1～0.5份；

上述原料中的单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺和甲基丙烯腈的混合物，三者之间的质量比为(40～70)∶(10～40)∶(20～50)，所述无机纳米材料为蒙脱土、纳米SiO₂、纳米CaCO₃或者有机包覆纳米CaCO₃；

(2)、将原料中的单体、无机纳米材料以及阻聚剂混合，在25～35℃温度下通过高速搅拌或功率超声使无机纳米材料分散均匀，得到A料；

(3)、将上述A料与已准备的引发剂、发泡剂、交联剂、表面活性剂和脱模剂混合，搅拌均匀并超声分散3～4小时，得到B料；

(4)、将上述B料置于密封的玻璃板之间，在35～70℃温度下反应直至聚合完成，得到包含发泡剂、表面活性剂和脱模剂的轻度交联的甲基丙烯酸-甲基丙烯酰胺-甲基丙烯腈共聚物/无机纳米复合材料；

(5)、将得到的轻度交联的甲基丙烯酸-甲基丙烯酰胺-甲基丙烯腈共聚物/无机纳米复合材料在130～180℃温度下处理20～200分钟，得到聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料。

4.根据权利要求3所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述阻聚剂是对叔丁基邻苯二酚、对苯醌、2，6-二硝基对甲酚、1，4-萘醌、氢醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、对二苯酚或2，5-二叔丁基对苯二酚中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述引发剂是能够产生自由基的有机偶氮化合物或有机过氧化物的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述发泡剂是含有2～9个碳原子的脂肪族醇、5～9个碳原子的烷烃、5～9个碳原子的环烷烃、脲、一甲基脲、N，N-二甲基脲、乙二胺、四氢呋喃、甲酰胺、甲酸或乙酸中的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫/无机纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述交联剂是二乙烯基苯、二乙烯基苯甲酮、二乙烯基苷、二丙烯酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸钙中的一种或多种。