[发明专利]一种中孔径聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中孔径聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。通过采用过氧化引发剂和偶氮引发剂复合，梯度引发，提高聚合效率，提高树脂分子量，减少小分子物残留，使用物理发泡剂和化学发泡剂的混合发泡剂，并通过调整混合发泡剂的组分和配比、交联剂的组分和配比，控制发泡速率、泡孔的大小和均匀度，得到95％以上孔径为60～400μm，且均匀一致的中孔径聚甲基丙烯酰亚胺泡沫产品，该孔径泡沫产品吸胶量较低，综合性能优异，能广泛应用于直升机结构件、无人机结构件、风电叶片、雷达罩、医疗床板、运动器材、磁浮车体、音频设备发音单元等复合材料部件。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种中孔径聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酰亚胺(polymethacrylimide，PMI)泡沫塑料由于具有良好的力学性能、耐热性，不含任何氟利昂，为环保性材料，具有高的抗蠕变性能，低的介电常数和吸波性能，是制备夹芯复合材料的理想芯材，已经广泛应用于电子、航空航天、高速机车、船舶以及雷达天线、体育医疗器材等诸多领域。

随着各应用领域技术的不断发展，对聚甲基丙烯酰亚胺材料的泡孔均匀性和综合性能要求越来越高。如PMI泡沫作为夹芯制备的复合材料，PMI泡沫泡孔直径及其均匀性直接影响其复合共固化工艺过程中的吸胶量和成品率。

目前，通过在基础制备配方工艺的基础上，加入一些特定的组分，调节原料配方的方式来改善制备得到的PMI泡沫的性能，比如，通过在共聚单体中添加多双键烯属不饱和烃和丙烯酸金属盐的方法制备共价键和离子键交联的PMI泡沫，使其具有优异的抗蠕变性能，从而满足采用共固化工艺制备以碳纤维/双马来酰亚胺为面板的夹芯结构时，需要在高温(200-240℃)高压条件下长时间进行，对芯材的耐热变形性和抗蠕变性提出的苛刻要求；通过引入无机纳米材料，提高PMI泡沫的力学性能和耐热性能，从而满足航空航天领域对材料力学性能和耐热性能的严苛要求。

可见，采用现有技术制备得到的PMI泡沫，只能改善其某个方面的性能(如上所述的抗蠕变性能、力学性能和耐热性能等)，满足其在某个行业领域中的应用，但缺乏控制其泡孔处于中等孔径的技术手段，还不具有普适性。因此，制备一种PMI泡沫，使其各方面的性能都能得到改善和提高，并且控制其泡孔处于60至400μm之间，满足大多数行业和领域中的使用需求，将具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种中孔径聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种中孔径聚甲基丙烯酰亚胺泡沫，以重量份计，其原料包括如下组分：

甲基丙烯酸 20～120份，

甲基丙烯腈 10～80份，

第三单体 0.1～5份，

引发剂 0.04～5份，

交联剂 0.5～2.5份，

发泡剂 1～15份，

成核剂 0.2～5份，脱模剂 0.5～8份，次要助剂 0.2～6份，

所述发泡剂由化学发泡剂和物理发泡剂混合而成，二者的重量比例为6～12:5～10；

所述中孔径聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1，按照重量份数，以甲基丙烯酸和甲基丙烯腈为单体，加入引发剂、交联剂、发泡剂以及其他试剂，混合均匀，得到混合液；

S2，将所述混合液灌入模具，在30～50℃温度环境进行自由基聚合，得到预聚树脂板；