CN104231543B - 一种三聚氰胺/甲醛泡沫及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三聚氰胺/甲醛泡沫，包括以下重量份的各原料：三聚氰胺/甲醛预缩合物，硬化剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的表面活性剂混合物，无机酸或有机羧酸中的盐，发泡剂，染料或增白剂，光稳定剂或热稳定剂，水；本发明还公开了一种三聚氰胺/甲醛泡沫的制备方法，包括以下步骤：制备由上述原料混合而成的水性混合物；加热和发泡该水性混合物，形成三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；固化三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；干燥三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；用热空气退火干燥三聚氰胺/甲醛泡沫半成品，得三聚氰胺/甲醛泡沫成品。本三聚氰胺/甲醛泡沫的拉伸强度和撕裂强度相比传统三聚氰胺泡沫显著提高，生产过程操作更加简单、反应时间更短。
Description
技术领域
本发明涉及一种三聚氰胺泡沫及制备方法，尤其涉及一种包含三聚氰胺/甲醛预缩合物的三聚氰胺/甲醛泡沫及制备方法。
背景技术
三聚氰胺泡沫，又称蜜胺泡沫，是一种开孔率高达99％以上的三维网格结构的新型泡沫塑料。作为一种低密度、阻燃、吸音的化工新材料，三聚氰胺泡沫塑料在民用、工业、建筑、交通、航空、军事、日用、电子信息等领域具有十分重要的应用价值，特别适合在有阻燃、高温、低頻噪音吸收要求的环境条件下使用，成为21世纪具有巨大发展前景的新型环保材料。
但是，传统的三聚氰胺泡沫因组份或工艺原因普遍存在拉伸强度和撕裂强度较差的问题，而且生产过程操作复杂、反应时间长，较大程度地限制了三聚氰胺泡沫的广泛应用。
比如：专利号为“ZL200510038093.8”的发明专利，公开了一种三聚氰胺泡沫的生产工艺，它是由三聚氰胺与甲醛合成三聚氨胺甲醛树脂，然后经加入发泡剂和酸类促进剂，在微波烤箱内，经一定的温度和时间，通过微波加热发泡，然后再进行高温后处理定型，最后成型产品；专利号为“ZL200510087185.5”的发明专利，公开了一种纳米材料改性增韧蜜胺泡沫塑料及其制备方法，该蜜胺泡沫塑料由蜜胺树脂、纳米材料、乳化剂、发泡剂、固化剂和助剂等物质按一定比例混合后，用发泡装置发泡处理制得产品；专利号为“ZL200810239750.9”的发明专利，公开了一种管路保温用三聚氰胺泡沫材料，其由发泡液体系组成，该发泡液体系包括高固体份三聚氰胺树脂、发泡剂、固化剂和乳化剂，所述的高固体份三聚氰胺树脂、发泡剂、固化剂和乳化剂的重量比例为50～250∶5～30∶2.5～15∶1～10；该发明还公开了一种三聚氰胺泡沫材料的制备方法及应用：按照管路形状加工好厚度适中的上述三聚氰胺泡沫材料，并将其套在管路外侧，外面再包覆加固保护层，保护层加装包覆带固定，即可达到管路保温的效果。
虽然上述专利技术都各自解决了一些问题，但依然存在泡沫拉伸强度和撕裂强度较差，生产过程操作复杂、反应时间长的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种拉伸强度和撕裂强度高的三聚氰胺/甲醛泡沫及制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种三聚氰胺/甲醛泡沫，包括以下重量份的各原料：三聚氰胺/甲醛预缩合物100～200份，硬化剂2～5份，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的表面活性剂混合物0.5～5份，无机酸或有机羧酸中的盐0.1～4份，发泡剂1～45份，染料或增白剂0～5份，光稳定剂或热稳定剂0～15份，水30～50份。
三聚氰胺/甲醛预缩合物是三聚氰胺和甲醛进行缩合反应后的产物，以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主，在PH值为8-9时，特别稳定，进一步缩合(如：N-羟甲基和NH-基团的失水)成为微溶并最后变成不溶的交联产物。
作为优选，所述三聚氰胺/甲醛预缩合物中的三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:2～1:4，所述硬化剂为甲酸，所述阴离子表面活性剂为碱金属盐，所述非离子表面活性剂为醚，所述无机酸或有机羧酸中的盐选自钠和钾的甲酸盐、乙酸盐、亚硫酸盐和磷酸二氢盐中的一种，所述发泡剂为异丁烷或戊烷，所述染料或增白剂为二氨基二苯乙烯二磺酸，所述光稳定剂或热稳定剂为碱式碳酸铜。
进一步，所述阴离子表面活性剂优选为钠盐，所述非离子表面活性剂优选为80倍摩尔过量的环氧乙烷，所述无机酸或有机羧酸中的盐优选为亚硫酸氢钠。
所述三聚氰胺/甲醛预缩合物中的三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:3；所述各原料的重量份优选为：三聚氰胺/甲醛预缩合物100份，硬化剂3份，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的表面活性剂混合物3份，无机酸或有机羧酸中的盐0.5份，发泡剂10份，染料或增白剂1份，光稳定剂或热稳定剂10份，水40份。
一种三聚氰胺/甲醛泡沫的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备由以下原料混合而成的水性混合物：三聚氰胺/甲醛预缩合物，硬化剂，阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成的表面活性剂混合物，无机酸或有机羧酸中的盐，发泡剂，染料或增白剂，光稳定剂或热稳定剂，水；
(2)通过微波辐射装置加热和发泡该水性混合物，形成三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；
(3)通过微波辐射装置固化三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；
(4)通过微波辐射装置干燥三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；
(5)用热空气退火干燥三聚氰胺/甲醛泡沫半成品，得三聚氰胺/甲醛泡沫成品。
具体地，所述步骤(2)中，微波辐射装置内的温度为60～90℃，处理时间为0.1～3分钟；所述步骤(3)中，固化温度为70～100℃，时间为10～20分钟；所述步骤(4)中，干燥温度为110～150℃，时间为10～20分钟；述步骤(5)中，用热空气退货干燥温度为170～270℃，时间为30～50分钟。
作为优选，所述步骤(2)中，微波辐射装置内的温度为75℃，处理时间为2分钟；所述步骤(3)中，固化温度为80℃，时间为15分钟；所述步骤(4)中，干燥温度为130℃，时间为15分钟；述步骤(5)中，用热空气退货干燥温度为200℃，时间为40分钟。
具体地，所述微波辐射装置为微波炉；所述步骤(5)的退火干燥在烘箱中完成。
本发明的有益效果在于：
本发明所述三聚氰胺/甲醛泡沫的拉伸强度和撕裂强度相比传统三聚氰胺泡沫显著提高，生产过程操作更加简单、反应时间更短，使三聚氰胺/甲醛泡沫的应用范围更广、寿命更长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
按以下步骤生产三聚氰胺/甲醛泡沫：
(1)首先制备三聚氰胺/甲醛预缩合物，三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:3；
(2)然后制备由以下重量的原料混合而成的水性混合物：三聚氰胺/甲醛预缩合物1000克，甲酸30克，钠盐和80倍摩尔过量的环氧乙烷组成的表面活性剂混合物30克，其中钠盐和环氧乙烷的质量比优选为1:1，亚硫酸氢钠5克，异丁烷100克，二氨基二苯乙烯二磺酸10克，碱式碳酸铜100克，水400克；将这些原料放在一起后高速搅拌混合均匀得到水性混合物；
(3)将该水性混合物放入微波炉，调节功率使其温度为75℃，加热和发泡2分钟，取出后冷却，形成三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；
(4)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，固化15分钟，固化温度为80℃，取出冷却；
(5)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，干燥15分钟，干燥温度为130℃，取出冷却；
(6)最后将三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于烘箱内用热空气退火干燥40分钟，干燥温度为200℃，得三聚氰胺/甲醛泡沫成品。
实施例2：
按以下步骤生产三聚氰胺/甲醛泡沫：
(1)首先制备三聚氰胺/甲醛预缩合物，三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:2；
(2)然后制备由以下重量的原料混合而成的水性混合物：三聚氰胺/甲醛预缩合物1500克，甲酸20克，钠盐和80倍摩尔过量的环氧乙烷组成的表面活性剂混合物5克，其中钠盐和环氧乙烷的质量比优选为1:1，磷酸二氢钾1克，戊烷10克，二氨基二苯乙烯二磺酸1克，碱式碳酸铜10克，水300克；将这些原料放在一起后高速搅拌混合均匀得到水性混合物；
(3)将该水性混合物放入微波炉，调节功率使其温度为60℃，加热和发泡0.1分钟，取出后冷却，形成三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；
(4)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，固化20分钟，固化温度为100℃，取出冷却；
(5)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，干燥20分钟，干燥温度为110℃，取出冷却；
(6)最后将三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于烘箱内用热空气退火干燥50分钟，干燥温度为170℃，得三聚氰胺/甲醛泡沫成品。
实施例3：
按以下步骤生产三聚氰胺/甲醛泡沫：
(1)首先制备三聚氰胺/甲醛预缩合物，三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:4；
(2)然后制备由以下重量的原料混合而成的水性混合物：三聚氰胺/甲醛预缩合物2000克，甲酸50克，钠盐和80倍摩尔过量的环氧乙烷组成的表面活性剂混合物50克，其中钠盐和环氧乙烷的质量比优选为1:1，甲酸钠40克，异丁烷450克，二氨基二苯乙烯二磺酸50克，碱式碳酸铜150克，水500克；将这些原料放在一起后高速搅拌混合均匀得到水性混合物；
(3)将该水性混合物放入微波炉，调节功率使其温度为90℃，加热和发泡3分钟，取出后冷却，形成三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；
(4)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，固化10分钟，固化温度为70℃，取出冷却；
(5)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，干燥10分钟，干燥温度为110℃，取出冷却；
(6)最后将三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于烘箱内用热空气退火干燥30分钟，干燥温度为270℃，得三聚氰胺/甲醛泡沫成品。
上述三个实施例所得三聚氰胺/甲醛泡沫成品的各项指标如下表所示：
上表中三聚氰胺/甲醛泡沫成品的各项指标，基本都明显优于市场现有的三聚氰胺泡沫，是现有三聚氰胺泡沫的理想替代品。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (1)
1.一种三聚氰胺/甲醛泡沫，其特征在于：按以下步骤生产三聚氰胺/甲醛泡沫：
(1)首先制备三聚氰胺/甲醛预缩合物，三聚氰胺和甲醛的摩尔比为1:2；
(2)然后制备由以下重量的原料混合而成的水性混合物：三聚氰胺/甲醛预缩合物1500克，甲酸20克，钠盐和80倍摩尔过量的环氧乙烷组成的表面活性剂混合物5克，其中钠盐和环氧乙烷的质量比为1:1，磷酸二氢钾1克，戊烷10克，二氨基二苯乙烯二磺酸1克，碱式碳酸铜10克，水300克；将这些原料放在一起后高速搅拌混合均匀得到水性混合物；
(3)将该水性混合物放入微波炉，调节功率使其温度为60℃，加热和发泡0.1分钟，取出后冷却，形成三聚氰胺/甲醛泡沫半成品；
(4)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，固化20分钟，固化温度为100℃，取出冷却；
(5)再将该三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于微波炉内，干燥20分钟，干燥温度为110℃，取出冷却；
(6)最后将三聚氰胺/甲醛泡沫半成品置于烘箱内用热空气退火干燥50分钟，干燥温度为170℃，得三聚氰胺/甲醛泡沫成品。
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