[发明专利]一种低密度阻燃三聚氰胺甲醛树脂硬质泡沫的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子新材料领域，具体涉及一种低密度阻燃三聚氰胺甲醛树脂硬质泡沫的制备方法。

背景技术

三聚氰胺甲醛树脂泡沫是以三聚氰胺甲醛树脂为基体制得的一种本征型阻燃泡沫塑料。三聚氰胺甲醛树脂泡沫仅在与明火接触时才发生燃烧，分解产生大量惰性气体，同时表面迅速形成致密结焦层，可有效减缓火焰的进一步发展，在不添加阻燃剂情况下即可达到我国B1级阻燃标准。与现有有机保温材料聚苯板、挤塑板、聚氨酯板等相比，三聚氰胺甲醛树脂泡沫燃烧时不流滴、烟雾量小、离火自熄，能够彻底消除传统泡沫塑料的火灾安全隐患。然而，三聚氰胺甲醛树脂泡沫固有的三嗪环结构具有较大的刚性，三嗪环之间由亚甲基或二亚甲基醚键相互连接，交联度高，分子内部变形能力小，这些结构决定了三聚氰胺甲醛树脂泡沫存在脆性大、易掉粉的缺点。

目前，对于三聚氰胺甲醛树脂泡沫脆性和应用性能改善的研究主要集中于软质泡沫方面，并取得了巨大的进步。作为吸音隔热材料，三聚氰胺甲醛树脂软质泡沫已成功应用于大型场馆、工厂、大型设备、管道、交通工具等领域。

然而三聚氰胺甲醛树脂软质泡沫为开孔结构、易吸水、且其机械强度低，致使其无法应用于墙保温领域。与之相比，三聚氰胺甲醛树脂硬质泡沫不仅保留了软质泡沫优良的隔音、保温和阻燃特性，而且还具备较的高闭孔率和机械强度，可满足建筑外墙保温要求。

专利CN102898778A公开了一种三聚氰胺甲醛树脂闭孔泡沫的制备方法，由该方法得到具有高闭孔率的三聚氰胺甲醛树脂闭孔泡沫，同时解决三聚氰胺甲醛树脂泡沫的脆性大、抗压强度低、掉粉严重等问题，可以用于建筑外墙保温。专利CN104250386A公开了一种阻燃三聚氰胺硬质泡沫的制备方法，采用此方法制得的三聚氰胺甲醛树脂闭孔泡沫不易粉化，抗压强度高。但上述两种方法制备的泡沫密度均较大，因而生产成本较高。专利CN103665287A公开了一种硬质三聚氰胺发泡材料用树脂合成方法，制备的三聚氰胺甲醛树脂硬质泡沫性能均匀，物理性能较好，但未给出闭孔率数据。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种低密度阻燃三聚氰胺甲醛树脂硬质泡沫的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低密度阻燃三聚氰胺甲醛树脂硬质泡沫的制备方法，包括步骤：

(1)在三聚氰胺甲醛树脂合成过程中，加入羟乙基取代三聚氰胺，羟乙基取代三聚氰胺与三聚氰胺重量的0.05～0.55：1，通过控制体系水份，得到固含量高于72％的改性三聚氰胺甲醛树脂预聚体。

(2)将步骤(1)得到的预聚体按重量计，以预聚体100份与固化剂8～15份、泡沫稳定剂1～8份、乳化剂0.5～5份、发泡剂1～10份、增韧剂5～30份混合均匀后浇注于模具中，然后将模具置于80～120℃烘箱中发泡10～60min，后在120～150℃下熟化10～30min，得到三聚氰胺甲醛树脂硬质泡沫，其密度为30～50kg/m3，抗压强度为130～170kPa，氧指数为30～38，闭孔率85～98％。

步骤(1)的具体过程为：将三聚氰胺、羟乙基取代三聚氰胺、多聚甲醛、37％甲醛水溶液加入带搅拌、温控装置的反应容器中，采用氢氧化钠溶液调控反应体系pH值位于8～10，开启搅拌并加热，升温至85～95℃，反应至体系呈透明状后继续反应1h，之后结束反应，制得改性三聚氰胺甲醛树脂预聚体。

其中，多聚甲醛及37％甲醛水溶液所含甲醛总量与三聚氰胺的摩尔比为1.8～2.2：1。

所述步骤(1)中羟乙基取代三聚氰胺为N-(2-羟乙基)三聚氰胺、N,N’-二(2-羟乙基)三聚氰胺、N,N’,N”-三(2-羟乙基)三聚氰胺、N,N,N’,N”-四(2-羟乙基)三聚氰胺中的一种或一种以上。

所述步骤(2)中固化剂为氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸中的一种或一种以上。

所述步骤(2)中泡沫稳定剂为聚醚改性硅油，结构为聚硅氧烷-氧化烯烃嵌段共聚物，分子量在1500～15000之间。

所述步骤(2)中乳化剂为异辛醇聚醚磷酸酯、壬基酚聚醚磷酸酯、脂肪醇聚醚磷酸酯中的一种或一种以上。

所述步骤(2)中发泡剂为正己烷、正戊烷、石油醚中的一种或一种以上。

所述步骤(2)中增韧剂为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚烯烃多元醇、植物油多元醇中的一种或一种以上。