[发明专利]一种含尖劈空洞结构的聚酰亚胺吸声泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种含尖劈空洞结构的聚酰亚胺吸声泡沫材料及其制备方法，在室温下将二酸二酯极性溶剂溶液与泡沫稳定剂、复配催化剂、去离子水快速混合均匀后加入异氰酸酯，并高速搅拌形成混合发泡料浆，然后将混合发泡料浆倒入已涂好脱模剂的敞口模具中；使用带尖劈结构的模具盖进行闭模操作，闭模后混合发泡料浆在模具中发泡成型，完成对模具内剩余空间的密实填充，得到含尖劈空洞结构的聚酰亚胺泡沫中间体；将得到的含有聚酰亚胺泡沫中间体的模具置于烘箱中高温固化，完成聚酰亚胺中间体向聚酰亚胺的转变，脱模后得到含尖劈空洞结构的聚酰亚胺吸声泡沫材料。本发明实现了聚酰亚胺泡沫材料声学性能的有效改进。

技术领域

本发明涉及一种吸声泡沫材料及其制备方法，尤其涉及一种含尖劈空洞结构的聚酰亚胺吸声泡沫材料及其制备方法，属于聚合物泡沫吸声性能改进技术领域。

背景技术

多孔吸声材料内部具有大量相互贯通的孔洞结构，因此是目前被普遍采用的吸声降噪材料之一。聚合物基多孔吸声材料如三聚氰胺泡沫、聚氨酯泡沫等，由于具有质轻、成本低廉、吸声性能优异等优点，目前已被广泛用作建筑装饰、交通车辆、船舶、航空航天等领域的主要吸声降噪材料。然而，受基体树脂分子结构的制约，上述聚合物吸声泡沫材料的耐热性、阻燃性、使用安全性一般较差，同时燃烧烟气毒性较大，存在巨大的使用安全隐患，已造成多起重大火灾事故。

聚酰亚胺泡沫是目前已知使用安全性最好的聚合物基多孔材料之一，极限氧指数＞32％、长期最高使用温度可达300℃以上、燃烧烟气释放量几乎为零，同时还具有优异的化学稳定性、耐辐照性、耐低温等性能。然而，受本身发泡成型工艺、成型时熔体粘度及流变行为的影响，其泡孔结构以闭孔或半闭孔结构为主，开孔方式以裂缝形式为主，导致内部的空气流阻较大，因此聚酰亚胺泡沫材料的吸声性能与三聚氰胺等泡沫材料相比较差，目前主要被用作航空航天、舰船等尖端技术领域特殊部位的隔热材料。

目前，聚酰亚胺泡沫材料作为吸声材料应用或关于其声学性能改进技术的研究鲜有报道。大部分已报道的专利及文献也仅仅是在介绍材料综合性能时略微提及其平均吸声系数，并未对聚酰亚胺泡沫声学性能进行深入的系列化研究。CN 101402743公开了一种聚酰亚胺泡沫及其制备方法，专利中提及所制得聚酰亚胺泡沫材料倍频程平均吸声系数在0.38～0.5之间。CN101407594公开了一种改性聚酰亚胺泡沫及其制备方法，专利中提及所制得聚酰亚胺泡沫材料倍频程平均吸声系数在0.42～0.51之间。CN 104086995A公开了一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料及其制备方法，制得的泡沫材料平均吸声系数在0.4～0.51之间。从上述资料所报道数据可以进一步看出，聚酰亚胺泡沫材料倍频程平均吸声系数相比于聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫等聚合物基多孔吸声材料0.6～0.8的倍频程平均吸声系数而言，还存在较大差距。在《助剂用量及料浆温度对异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫泡孔结构和吸声性能影响研究》一文中，王磊超等人通过对配方中表面活性剂用量的调节，实现了聚酰亚胺泡沫微观泡孔结构主要是开闭孔率在一定程度上的调节，制备出具有不同微观泡孔结构的聚酰亚胺泡沫材料，以期望改善聚酰亚胺泡沫材料的声学性能。然而，这种单纯调节表面活性剂等助剂配比的方法仅仅实现了泡孔结构的微小改变，开孔方式、流阻等与泡沫材料声学性能关系较大的物理参量并未得到有效调控，材料声学性能提升程度不大，其倍频程平均吸声系数一般在0.5～0.55之间。

发明内容

本发明的目的是为了提高聚酰亚胺泡沫材料的吸声性能而提供一种含尖劈空洞结构的聚酰亚胺吸声泡沫材料及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种含尖劈空洞结构的聚酰亚胺吸声泡沫材料，由以下方法制备而成：

步骤一：在室温下将二酸二酯极性溶剂溶液与泡沫稳定剂、复配催化剂、去离子水快速混合均匀后加入异氰酸酯，并高速搅拌形成混合发泡料浆，然后将混合发泡料浆倒入已涂好脱模剂的敞口模具中；

步骤二：使用带尖劈结构的模具盖进行闭模操作，闭模后混合发泡料浆在模具中发泡成型，完成对模具内剩余空间的密实填充，得到含尖劈空洞结构的聚酰亚胺泡沫中间体；