[发明专利]一种针状硅灰石改性AN/MAA共聚物泡沫材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针状硅灰石改性AN/MAA共聚物泡沫材料的制备方法。 

背景技术

AN/MAA共聚物泡沫是耐热性能优异的刚性结构泡沫塑料，相对聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫来说其各项力学性能均有一定程度的降低，然而其主要原料丙烯腈（AN）相对制备聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫的主要原料甲基丙烯腈（MAN）却又优异的价格优势，丙烯腈与甲基丙烯腈的价格比约为1:40。且甲基丙烯腈的制备技术也为国外所垄断，因此提高AN/MAA共聚物泡沫的各项力学性能使之与聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫相媲美已成为一个重要的课题，具有十分重要的现实意义。 

硅灰石是一种钙的偏硅酸盐类矿物，理论化学成分(质量分数)CaO48.3%，SiO₂51.7%。天然产出的硅灰石通常呈针状、放射状、纤维状集合体等。由于其无毒，低吸油性、低吸水性、高的热稳定性和化学稳定性、良好的介电性能、白度高等物化性质，被广泛应用于建筑陶瓷、涂料、塑料、机械、电子、橡胶、化工、冶金和耐火材料等工业部门。纤维晶体结构的硅灰石，经特殊的粉体加工工艺而成的针状粉，可应用于工程塑料和摩擦材料。硅灰石是一种新兴矿物材料它具有独特理化性能的因此有很大的优势及发展前景，随着社会的进步科技的发展硅灰石的研究方向也更加多元化。 

发明内容

       本发明的目的是提供一种针状硅灰石改性AN/MAA共聚物泡沫材料的制备方法，该方法提高AN/MAA共聚物泡沫材料的力学性能，尤其是体现在拉伸强度的提高。由于针状硅灰石为无机材料，因此通过MMA对硅灰石表面进行改性处理，使之与AN/MAA体系能够更好的相容。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种针状硅灰石改性AN/MAA共聚物泡沫材料的制备方法，其特征在于：该方法以丙烯腈 、甲基丙烯酸和第三单体，通过加入处理过的w针状硅灰石，气相SiO₂增稠剂，同时加入引发剂、发泡剂、交联剂、密度控制剂以及成核剂先共聚得到丙烯腈/甲基丙烯酸的共聚板，再经过高温发泡和热处理制得阻燃型的AN/MAA共聚物泡沫，具体包括以下步骤：

（1）w针状硅灰石的处理：

以MMA对硅灰石表面改性处理：称取一定量的硅灰石粉置于三口烧瓶中，按比例加入水和MMA，其中，100份硅灰石加入80份水，20份MMA，剧烈搅拌，慢慢升温至70~75℃，按单体量加入0.6%~ 0.7%的水溶性引发剂， 反应后过滤，在120 ℃ 烘箱中干燥至恒质量后备用；

（2）配方按如下重量份配置：

甲基丙烯酸                  40-60

丙烯腈                      40-60

第三单体                                       5-20

处理过的w针状硅灰石        1-30

增稠剂                      1-30

引发剂                      0.05-0.6

发泡剂                      1-16

交联剂                      1-12

密度控制剂                  0.1-3

成核剂                      0.3-18

       按照上述配方将甲基丙烯酸、丙烯腈、第三单体、处理过的w针状硅灰石、增稠剂混合，加入引发剂、发泡剂、交联剂、密度控制剂、成核剂，混合均匀得到均匀溶液；

（3）将得到的溶液注入由两块平行玻璃板所夹的橡胶条密封模腔内，在30℃-70℃水浴温度条件下聚合反应10-70小时，形成甲基丙烯酸/丙烯腈共聚板；

（4）将共聚板放置在80℃-180℃条件下预热2-10小时，再经180℃-230℃条件下发泡10min-200min，得到针状硅灰石改性AN/MAA共聚物初始泡沫；

（5）将制得的针状硅灰石改性AN/MAA共聚物初始泡沫在100℃-200℃条件下保持1-5小时，并自然冷却至室温，得到针状硅灰石改性AN/MAA共聚物泡沫材料。