[发明专利]一种光引发快速制备的聚甲基丙烯酰亚胺可发泡粒子

说明书

本发明涉及新材料制备领域，本发明方法公开的一种光引发快速制备的聚甲基丙烯酰亚胺可发泡粒子，通过引入分段聚合及光引发聚合，大大减短反应时间，提高反应效率，实现自动化连续生产；通过将板材厚度控制在一定范围，再进行破碎，可以大大提高破碎收率；本发明提供一种光引发快速制备的低成本聚甲基丙烯酰亚胺可发泡粒子及其制备方法，解决了现有PMI可发性颗粒制备过程中反应周期长、原料价格贵、破碎收率低及模内发泡产品颗粒间粘接性能差等问题。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体关于一种光引发快速制备的聚甲基丙烯酰亚胺可发泡粒子。

背景技术

聚甲基丙烯酰亚胺 (PMI) 泡沫材料是所有高分子泡沫中比强度最高的泡沫材料，其卓越的综合性能表现在：泡沫表面平整、可机械加工、结构和力学性能无方向性、耐有机溶剂和与各种树脂系统兼容性好；高比强度、高热变形温度 (180 -210℃) 和优异的抗压缩蠕变性能，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的高比压缩强度使其能承受 180-210℃的复合材料树脂固化工艺对泡沫的尺寸稳定性要求。聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料以其卓越的综合性能，是制造轻质高强复合材料夹层结构理想的芯材，在大型客机和运输机、战斗机、直升机、高速列车、风力发电机叶片、卫星和运载火箭及运动和医疗器材等方面获得了大量的应用。

目前市场上的PMI泡沫材料，其产品形态只有唯一的板材一种形式，这种单一的产品形态限制了其应用范围；如果将PMI泡沫加工成异型材，则在自行车轮圈、轻量化汽车、螺旋桨叶片等需要高比强度、高耐热的异型泡沫领域具有极大的优势，但是目前制备异型PMI泡沫需要通过机械加工(如切割、打磨等)方式才能得到所需结构件，泡沫浪费大、机加工成本高、机加工效率低，通过模内发泡法制备的异型PMI泡沫可以减少泡沫浪费，且成型效率更高。

CN103814068A描述了由聚（甲基）丙烯酰亚胺、粘合促进剂或粘合促进剂混合物和任选的助剂制备泡沫材料成型体的方法，包括以下步骤：研磨由聚（甲基）丙烯酰胺制成的塑料成型体，-用粘合促进剂涂覆在前一步骤中获得的研磨料，将经涂覆的研磨料装填入模具，-任选地添加助剂，加热所述模具，-将所述模具冷却到低于发泡温度，-将泡沫材料成型体脱模。所得的泡沫材料成型体具有优异的机械性能并且尤其适合于作为空间、空中、水面和陆地交通工具的制备中的组件。

CN104995243A提供了一种由(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸、可共聚的潜在发泡剂和任选的(甲基)丙烯酸酯构成的可发泡珠状聚合物，其通过悬浮聚合的制备及其用于制备泡沫的用途。采用这种珠状聚合物能够例如以简单方式进行模内发泡并由此直接以所需工件的形状制得产品。这些工件特别适合作为航天、航空、水上和陆地交通工具中的部件以及用于其它构造元件。该方法虽然原料损失减少，但是相比于本体聚合，悬浮聚合得到的泡沫材料性能会降低.

CN105793338A公开了一种制备经预发泡的聚(甲基)丙烯酰亚胺(P(M)I)粒子的方法，所述粒子可进一步加工成泡沫模塑件或复合材料。在此，所述方法的特征在于，首先将聚合物粒料在装置中借助对此合适的波长的IR辐射加热并由此将其预发泡。该粒料可以在随后的方法步骤中，例如在压制模具中，在发泡的同时进一步加工成为具有泡沫芯的模塑件或复合材料工件。

目前可用于模内发泡的聚甲基丙烯酰亚胺预聚颗粒都是通过将(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯腈反应液本体浇注得到透明预聚板，然后将预聚板破碎得到一定范围的可发性颗粒得到的。上述方法存在以下缺点：反应周期长，需要一周以上的反应时间，反应过程不连续，需要投入大量人工；浇注得到的聚甲基丙烯酰亚胺板材制备的聚合物很脆，破碎过程中容易粉化，得到粒子的收率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种光引发快速制备的聚甲基丙烯酰亚胺可发泡粒子。

一种光引发快速制备的聚甲基丙烯酰亚胺可发泡粒子，按照以下方案进行制备：