CN106800744A - 一种防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫及其制备方法，所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫由蜜胺、甲醛溶液、发泡剂、固化剂、表面活性剂和炭黑和季铵盐类化合物组成；所述制备方法包括：将蜜胺与37％‑40％甲醛溶液按照比例加入到反应釜中，升温至80℃左右，调节pH值到7～8，得到蜜胺甲醛预聚物；按照一定比例，加入发泡剂、固化剂、表面活性剂以及一定量的炭黑和季铵盐类化合物，搅拌均匀后放入模具中，并进行微波发泡。本发明最大程度上降低蜜胺甲醛泡沫的电阻系数；提高了季铵盐类与蜜胺甲醛泡沫材料的密合性；双层导电层的形成，大大增强了导电材料的抗静电能力；达到泡沫塑料聚合物防静电的目的，有着更好的抗静电效果。

Description

一种防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫及其制备方法。
背景技术
蜜胺甲醛泡沫材料由于其优异的性能，被广泛应用于建筑、农用、航天、交通运输等各种领域。就建筑工业而言，蜜胺甲醛泡沫由于其独特的交联孔状结构，具有极高的开孔率特征，因而具备良好的隔音降噪的性能；另一方面，蜜胺甲醛泡沫具有良好的阻燃性能，其只有在接触明火时才会燃烧，并且在燃烧时会分解产生大量氮气，同时在燃烧物表面形成致密的焦炭层从而阻止燃烧的继续发展。在一些特殊场合，例如加油站、压缩机房、火药厂等场所建筑物上，由于有易燃易爆物质的存在，静电荷在积累到一定程度之后，在合适的条件下造成放电，甚至产生火花后引发爆炸，从而造成重大的人员伤亡和经济损失，因此防静电材料存在着广阔的市场空间，其研发与利用也开始受到人们的广泛关注。专利CN104661816A提供了一种设置有至少一面防静电层的树脂膜材料，该发明通过添加具有防静电成分的聚合物，成功降低了目标树脂膜材料的电阻率；专利CN103722851A提供了一种能够导除静电的防静电包装材料，并且同时具有阻燃、防潮、抗震的特征；专利CN101481509A在树脂包装材料中加入5％～8％的聚苯胺，由于其抗静电的特点，且与高聚物之间具有良好的亲和性，将其制成聚苯胺复合树脂包装材料，显著提高了包装材料的防静电性能；但是以上专利的改善方法都是表面处理，并不能从本质上改变材料三维的防静电性能。
综上所述，现有的防静电方法存在表面处理，并不能从本质上改变材料三维的防静电性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫及其制备方法，旨在现有的防静电方法存在表面处理，并不能从本质上改变材料三维的防静电性能的问题。
本发明是这样实现的，一种防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫，所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫由重量份100份的蜜胺、200～300份的甲醛溶液、1～100份发泡剂、1～10份固化剂、1～10份表面活性剂和1～5份炭黑和1～50份季铵盐类化合物组成。
进一步，所述蜜胺与甲醛的比例为1:2～3。
进一步，所述发泡剂为正戊烷，固化剂为甲酸，表面活性剂为OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)。
进一步，所述季铵盐类防静电剂选用具有羧基、羟基、氨基其中一种或多种官能团的化合物，优选十八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵。
本发明的另一目的在于提供一种所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法，所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将蜜胺与37％-40％甲醛溶液按照比例加入到反应釜中，升温至80℃左右，调节pH值到7～8，得到蜜胺甲醛预聚物；
步骤二，按照一定比例，加入发泡剂、固化剂、表面活性剂以及一定量的炭黑和季铵盐类化合物，搅拌均匀后放入模具中，并进行微波发泡。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的建筑泡沫材料。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的农用泡沫材料。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的航天泡沫材料。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的交通运输泡沫材料。
本发明提供的防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫及其制备方法，采用同时使用季铵盐类防静电剂与导电填料炭黑添加到蜜胺甲醛聚合物中，在最大程度上降低蜜胺甲醛泡沫的电阻系数；炭黑是碳氢化合物受热分解而成的无定形碳，其中乙炔黑具有优良的导电性；为了提高季铵盐类与蜜胺甲醛泡沫材料的密合性，季铵盐优选具有羧基、羟基、氨基其中一种或多种官能团的化合物。防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫是以蜜胺甲醛树脂为基体，将季铵盐类防静电剂与导电填料炭黑加入到泡沫塑料聚合物中，其中季铵盐类作为阳离子表面活性剂，含有亲水集团和疏水基团，疏水基团朝向内部，亲水基团朝向空气，以此形成分子导电层；同时，空气中的水被朝向外的亲水基团吸附，将季铵盐解离成离子，这些离子又以此形成离子导电层。双层导电层的形成，大大增强了导电材料的抗静电能力；导电填料炭黑则是通过与泡沫塑料聚合物以层积复合、分散复合等方式形成复合材料，即将通过添加导电填料炭黑来降低泡沫塑料聚合物的电阻系数，从而达到泡沫塑料聚合物防静电的目的。由于蜜胺甲醛泡沫是立体三维网状结构，本发明将季铵盐类防静电剂与导电填料炭黑一起使用，以达到更好的抗静电效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明采用同时使用季铵盐类防静电剂与导电填料炭黑添加到蜜胺甲醛聚合物中，在最大程度上降低蜜胺甲醛泡沫的电阻系数。炭黑是碳氢化合物受热分解而成的无定形碳，其中乙炔黑具有优良的导电性；为了提高季铵盐类与蜜胺甲醛泡沫材料的密合性，季铵盐优选具有羧基、羟基、氨基其中一种或多种官能团的化合物。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
本发明实施例提供的防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫由蜜胺、甲醛溶液、发泡剂、固化剂、表面活性剂和炭黑和季铵盐类化合物组成。
蜜胺与甲醛的比例优选为1:2～3。
发泡剂优选正戊烷，固化剂优选甲酸，表面活性剂优选OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)。
季铵盐类防静电剂优先选用具有羧基、羟基、氨基其中一种或多种官能团的化合物。
如图1所示，本发明实施例提供的防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法包括以下步骤：
S101：将蜜胺与37％-40％甲醛溶液按照比例加入到反应釜中，升温至80℃左右，调节PH值到7～8，得到蜜胺甲醛预聚物。
S102：按照一定比例，加入发泡剂、固化剂、表面活性剂以及一定量的炭黑和季铵盐类化合物，搅拌均匀后放入模具中，并进行微波发泡。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
蜜胺甲醛泡沫材料与其他大多数高分子材料一样，都具有良好的电绝缘性能。这是因为链接这类高分子化合物的化学键都是共价键，不能自由传递电子或离子。而导电高分子复合材料具有一个共同特点，那就是拥有Π电子非定域化的共轭双键结构。对于导电高分子材料的导电机理，目前仍是一个值得进一步探讨与研究的领域。高分子材料防静电措施大致分为两种：一种是在聚合物表面或内部添加抗静电剂；另一种则采用导电填料与基体聚合物形成防静电复合物。抗静电剂基本上是极性或离子型表面活性剂，其分子结构中含有亲水基团和疏水基团。疏水基团能够增加抗静电剂与高聚物的相容性，亲水基团朝向空气成为导电层。导电填料主要包括石墨、导电炭黑、各种金属粉末等导电物质。这类导电材料主要指聚合物基体在加入导电填料后，通过层积复合、分散复合等方式成为具有导电功能的多相复合体系。
实施例1：
将25.2g蜜胺与59.2g的37％的甲醛溶液加入到带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的三口烧瓶中，调节PH值在7～8之间，温度保持在80℃左右。搅拌反应5min，得到蜜胺甲醛树脂。加入一定剂量的正戊烷，一定剂量OP-10，搅拌均匀后放入模具中，并进行微波发泡。
得到的普通蜜胺甲醛泡沫材料的表面电阻为6×107ohms/sq。
实施例2：
将25.2g蜜胺与59.2g的37％的甲醛溶液加入到带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的三口烧瓶中，调节PH值在7～8之间，温度保持在80℃左右。搅拌反应5min，得到蜜胺甲醛树脂。加入一定剂量的正戊烷，一定剂量OP-10，并加入1.5g季铵盐类与导电炭黑混合物，搅拌均匀后放入模具中，并进行微波发泡。
得到的改性蜜胺炭黑复合物泡沫的表面电阻为5×108ohms/sq。
实施例3：
将25.2g蜜胺与59.2g的37％的甲醛溶液加入到带有温度计、搅拌器、回流冷凝器的三口烧瓶中，调节PH值在7～8之间，温度保持在80℃左右。搅拌反应5min，得到蜜胺甲醛树脂。加入一定剂量的正戊烷，一定剂量OP-10，并加入3.0g季铵盐类与导电炭黑混合物，搅拌均匀后放入模具中，并进行微波发泡。
得到的改性蜜胺炭黑复合物泡沫的表面电阻为3×105ohms/sq。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫，其特征在于，所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫由蜜胺、甲醛溶液、发泡剂、固化剂、表面活性剂和炭黑和季铵盐类化合物组成；
按照重量份由重量份100份的蜜胺、200～300份的甲醛溶液、1～100份发泡剂、1～10份固化剂、1～10份表面活性剂和1～5份炭黑和1～50份季铵盐类化合物组成。
2.如权利要求1所述的防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫，其特征在于，所述蜜胺与甲醛的比例为1:2～3。
3.如权利要求1所述的防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫，其特征在于，所述发泡剂为正戊烷，固化剂为甲酸，表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
4.如权利要求1所述的防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫，其特征在于，所述季铵盐类防静电剂选用具有羧基、羟基、氨基其中一种或多种官能团的化合物。
5.一种如权利要求1所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法，其特征在于，所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将蜜胺与37％-40％甲醛溶液按照比例加入到反应釜中，升温至80℃左右，调节pH值到7～8，得到蜜胺甲醛预聚物；
步骤二，按照一定比例，加入发泡剂、固化剂、表面活性剂以及一定量的炭黑和季铵盐类化合物，搅拌均匀后放入模具中，并进行微波发泡。
6.一种利用权利要求1～4任意一项所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的建筑泡沫材料。
7.一种利用权利要求1～4任意一项所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的农用泡沫材料。
8.一种利用权利要求1～4任意一项所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的航天泡沫材料。
9.一种利用权利要求1～4任意一项所述防静电改性蜜胺炭黑复合物泡沫的制备方法制备的交通运输泡沫材料。
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