[发明专利]一种均相发泡共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚物及其制备方法，具体涉及一种均相发泡共聚物及其制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酰亚胺( PMI) 泡沫塑料是一种轻质、闭孔的硬质泡沫塑料，是所有高分子泡沫塑料中比强度最高的泡沫塑料。耐温性达240℃，高比强度和优异的抗压缩蠕变性能，聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫塑料的高比压缩强度使其能承受180～200℃的复合材料树脂固化工艺对泡沫的尺寸稳定性要求，是制造轻质高强复合材料夹层结构理想芯材，在大型客机和运输机、高速列车、风力发电机叶片、运载火箭及运动和医疗器材等方面获得了大量的应用。

专利CN103073672A和CN103012670A以丙烯酸酯类和丙烯酰胺类单体为主要单体，制备了聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料，其中配料后的单体聚合共分为两步：

（1）高温搅拌预聚合：将所述的均匀的混合液体在80～130℃电动搅拌、磁力搅拌、超声搅拌或摇床搅拌反应5～60min，得到预聚液体。

（2）低温再聚合：将所述的预聚液体注入模具内，常温放置1～30min，然后置于30～60℃水浴中，保留70～100h，取出得到透明块体。

由于丙烯酰胺类单体的熔点在80℃以上，低于熔点时呈固态，极易从反应体系中析出沉积到反应体系的底部，出现严重的单体分层现象。为了解决这个问题，上述专利采用两步聚合法，有效解决了制备过程中两单体严重分层的问题。但是，高温搅拌预聚合阶段得到的预聚液体需要具有较高的单体转化率，才能得到更多的预聚物。由此，低温再聚合时以借助预聚物的增溶作用，使丙烯酰胺类单体溶解于反应体系中，呈现透明均匀的状态，聚合得到透明块体。因此，高温搅拌预聚合阶段耗时较长，容易发生爆聚得到废品，反应过程不稳定，反应条件较难控制。

随着民航飞机、铁路机车、船舶、风力发电叶片、体育用品等民用领域对聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料需求的增加，为了满足国民经济发展的需要，不断改进现有的制备方法，制备性能更加优异的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及品种必将引起人们极大的关注。 

发明内容

本发明的目的是提供一种均相发泡共聚物及其制备方法。采用丙烯酸酯类单体和丙烯酰胺类单体为主单体，配料后通过预聚合和后聚合制备均相发泡共聚物。 

本发明采用的技术方案是：

一、一种均相发泡共聚物，由如下重量份的原料制成的：

丙烯酸酯类单体     30～80份；

丙烯酰胺类单体     20～70份；

引发剂             0.1～3份；

增溶剂             5～20份；

二、一种均相发泡共聚物的制备方法，包括如下步骤：

（1）配料：将丙烯酸酯类单体30～80份；丙烯酰胺类单体20～70份；引发剂0.1～3份；增溶剂5～20份，按重量份混合，通过电动搅拌、磁力搅拌、超声搅拌或摇床搅拌在常温下搅拌10～30min，得到均匀的混合液体；

（2）预聚合：将所述的均匀的混合液体在80～130℃电动搅拌、磁力搅拌、超声搅拌或摇床搅拌反应2～20min，得到预聚液体；

（3）后聚合：将所述的预聚液体注入模具内，然后置于30～60℃水浴中，保留70～100h，取出得到均相发泡共聚物；

所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯中的任意一种或以任意比例的两者混合物。

所述的丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的任意一种或以任意比例的两者混合物。

所述的引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸异丙酯、过氧化特戊酸特丁酯、过氧化十二酰、过硫酸钾、过硫酸铵、硫代硫酸钠、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种或任意两种及以上的任意比例的混合物。

所述的增溶剂为乙醇、丙醇、叔丁醇、正戊醇、环己醇、正庚醇、正辛醇中的一种或以任意两种及以上的任意比例的混合物。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明解决了制备过程中两单体严重分层的问题，同时具有反应过程较为稳定，反应条件容易控制、废品率低的优点。由于丙烯酰胺类单体的熔点在80℃以上，低于熔点时呈固态，会从反应体系中析出沉积到反应体系的底部，出现严重的单体分层现象。