CN110872426A - 含有高密度无机填充材料的三聚氰胺树脂泡沫材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三聚氰胺‑甲醛泡沫材料，其包含80至98重量％的至少一种无机填充材料，基于用于泡沫材料制备的三聚氰胺‑甲醛预缩合物和至少一种无机填充材料的总重量计，其中至少一种无机填充材料具有至少3g/cm3的密度。

Description

含有高密度无机填充材料的三聚氰胺树脂泡沫材料
本申请是2013年9月10号提交的发明名称为“含有高密度无机填充材料的三聚氰胺树脂泡沫材料”的中国发明专利申请第201380053471.2号的分案申请。
技术领域
本发明涉及三聚氰胺树脂泡沫、其制备方法及其用途。
背景技术
WO 2012/059493公开了含有无机填充材料的发泡三聚氰胺树脂。发泡的三聚氰胺-甲醛材料包含80重量％至98重量％的无机填充材料，其中重量％基于无机填充材料和用于泡沫制备的三聚氰胺/甲醛预缩合物的总重量计。无机材料包括石英、橄榄石、玄武岩、玻璃球、玻璃纤维、陶瓷球、粘土矿、硫酸盐、碳酸盐、硅藻土、硅酸盐、胶体二氧化硅及其混合物。这些无机填充材料通常是细分散的，即它们具有<50μm的粒径。它们通常还具有不规则形状和表面形态。
EP-A-1 146 070和WO-A-2007/23118公开了分别含有铵盐和硅酸钠的浸渍三聚氰胺/甲醛泡沫，以改善这些泡沫的防火特性。然而，所获得的泡沫就其机械特性而言尚待改进。
DE-A-10 2007 009127公开了一种纤维含量为0.5重量％至50重量％的基于三聚氰胺-甲醛树脂的纤维增强泡沫。所用的纤维填料包括短玻璃、纤维、长玻璃纤维、碳或三聚氰胺树脂。
WO-A-2009/021963公开了一种制备基于三聚氰胺-甲醛缩合产物的耐磨泡沫的方法，所述缩合产物包含基于预缩合物的重量计的0.01重量％至50重量％的无机纳米颗粒。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点，更具体而言，提供一种具有改进的机械特性且特别是弹性和压缩强度以及良好防火特性的甲醛-三聚氰胺树脂泡沫。
现已发现，这一目的可通过如下方式实现：包含80重量％至98重量％的至少一种无机填充材料的三聚氰胺-甲醛泡沫，基于至少一种无机填充材料和用于泡沫制备的三聚氰胺-甲醛预缩合物的总重量计，其中至少一种无机填充材料具有至少3g/cm3的密度。
本发明还提供一种制备本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，该方法包括：混合至少一种三聚氰胺-甲醛预缩合物、任选的至少一种溶剂、任选的至少一种酸、任选得到至少一种分散剂、至少一种发泡剂和密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料，并在高于至少一种发泡剂沸点的温度下发泡混合物；本发明还提供本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫在建筑物建造、汽车、船舶和轨道车辆制造、航天器制造或装饰工业中的用途。
具体实施方式
本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫按照定义包含80重量％至98重量％，优选80重量％至95重量％且更优选80重量％至90重量％的至少一种、例如1至10种、优选1至5种、更优选1至3种、甚至更优选1种或2种且最优选1种密度为至少3g/cm3的无机填充材料，均基于至少一种无机填充材料和用于泡沫制备的三聚氰胺-甲醛预缩合物的总重量计。
根据本发明，存在的至少一种无机填充材料具有的密度为至少3g/cm3，优选为至少3.5g/cm3且更优选为至少4.0g/cm3。在一个优选的实施方案中，本发明所用的无机填充材料的密度至多为7g/cm3。
密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料优选选自：砂，例如基于下列物质的砂：氧化物(例如铝、镁、锆和钛的氧化物)、混合氧化物(例如钛酸钡铝)、硅酸盐(例如硅酸锆、橄榄石、硅线石、红柱石、莫来石)、混合硅酸盐(例如陶瓷、玻璃陶瓷)、硫酸盐(例如硫酸钡)、碳酸盐(例如碳酸钡)、或两种以上的上述物质的混合物。
为了本发明的目的，密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料优选选自氧化物、硅酸盐、混合硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐及其混合物。
在一个优选的实施方案中，密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料的平均粒径为0.05mm至2mm、更优选为0.1至1mm、甚至更优选为0.1至0.5mm且最优选为0.2至0.4mm(通过光散射法测定的Z均粒径，马尔文(Malvern)，Fraunhofer衍射)。
本发明所用的至少一种无机填充材料具有至少3g/cm3的密度。本发明规定的该密度优选由本发明中至少一种无机填充材料获得，原因在于所述至少一种无机填充材料以具有所述优选粒径的颗粒存在，并包含至少一种粘合剂。
本发明所用的至少一种无机填充材料通常可具有任何所需的形状或形式。优选具有上述平均粒径的特别优选的无机填充材料呈颗粒形式，其中颗粒的最长空间轴与最短空间轴的比例更优选在2:1至1:1的范围内。为了本发明的目的，特别优选至少部分球形的无机填充材料。
因此，本发明优选涉及本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料至少部分地作为球形颗粒存在。
在本发明的一个特别优选的实施方案中，密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料包含至少一种粘合剂。粘合剂——其优选存在——可为例如聚合粘合剂或无机粘合剂。本发明的粘合剂可与至少一种无机填充材料形成基本上均匀的混合物。在另一个实施方案中，粘合剂还可以层的方式存在于无机填充材料上。本发明的粘合剂还可与至少一种无机填充材料形成基本上均匀的混合物，同时还可以层的方式存在于无机填充材料上。
在本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫的一个优选实施方案中，至少一种粘合剂选自热固性材料、热塑性材料、无机粘合剂及其混合物。
因此，本发明优选涉及本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中至少一种粘合剂选自热固性材料、热塑性材料、无机粘合剂及其混合物。
优选存在的有机粘合剂通常以80重量％至99重量％、优选以85重量％至99重量％且更优选以90重量％至99重量％的量存在，均基于聚合粘合剂和至少一种无机填充材料的总重量计。
优选存在的无机粘合剂通常以30重量％至99重量％、优选以50重量％至95重量％、更优选以60重量％至95重量％且甚至更优选以70重量％至90重量％的量存在，均基于无机粘合剂和至少一种无机填充材料的总重量计。
任何能粘合存在于本发明中的至少一种无机填充材料的聚合材料通常可作为聚合粘合剂用于本发明中。
可用的聚合粘合剂包括更特别是热固性物质，优选选自三聚氰胺-甲醛树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂或环氧树脂及其混合物。这些物质对于本领域技术人员是已知的。这些树脂可参见于例如Encyclopedia of Polymer Science and Technology(Wiley)的以下标题的章节中：a)Polyesters,unsaturated:Edition 3,Vol.11,2004,pp.41-46；b)Polyurethanes:Edition 3,Vol.4,2003,pp.26-72和c)Epoxy resins:Edition 3,Vol.9,2004,pp.678-804。此外，Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry(Wiley)包括以下章节：a)Polyester resins,unsaturated:Edition 6,Vol.28,2003,pp.65-74；b)Polyurethanes:Edition 6,Vol.28,2003,pp.667-722和c)Epoxy resins:Edition 6,Volcanic12,2003,pp.285-303。此外，可使用氨基-或羟基-官能化的聚合物，更具体而言，可使用聚乙烯胺或聚乙烯醇。
因此，本发明优选涉及本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中至少一种粘合剂为热固性材料，所述热固性材料选自三聚氰胺-甲醛树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂及其混合物。
还可使用热塑性物质。有用的建造热塑性材料包括例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯以及聚酰胺，优选具有较差的燃烧特性的建造热塑性材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚砜(PESU)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚乙烯硫醚(PPS)。Ullmann's Encyclopedia ofIndustrial Chemistry(Wiley)包括以下关于所提及的热塑性材料的章节：a)polyethylene,edition 6,Vol.28,2003,pp.393-427；b)polypropylene,edition 6,Vol.28,2003,pp.428-461；c)Polyesters,Edition 6,Vol.28,2003,pp.75-102；d)Polycarbonates,Edition 6,Vol.28,2003,pp.55-63；e)Polyamides,Edition 6,Vol.28,2003,pp.25-54,f)Polymers,High-Tempreature Edition 6,Vol.28,2003,pp.321-376。
因此，本发明优选涉及本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中至少一种粘合剂为热塑性材料，所述热塑性材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺及其混合物。
类似地，还可使用选自磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐的无机粘合剂及其混合物，例如水玻璃(Woellner GmbH)或无定形二氧化硅分散体(Levasil,H.C.Stark)或其结合。
因此，本发明优选涉及本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中至少一种无机粘合剂选自磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐及其混合物。
至少一种无机填充材料还可在其表面进行化学官能化以改善与泡沫结构的连接。至少一种无机填充材料表面的化学官能化原则上为本领域技术人员所知并记载于例如WO2005/103107中。本发明的密度为至少3g/cm3的无机填充材料可例如通过本领域技术人员已知的方法进行涂覆。这可例如通过混合装置(例如强力混合机，例如购自Eirich)中的喷雾装置进行。这确保了填充材料的均匀润湿。在一个具体实施方案中，在将涂覆材料引入三聚氰胺-甲醛预缩合物之前，不允许该涂覆材料完全固化，从而可以增强泡沫中的连接。
可以以本领域技术人员已知的各种方法形成本发明所使用的密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料。
形成本发明优选的无机填充材料(特别地如来自粉状材料的无尘、自由流动的团粒)的常用方法为本领域技术人员所已知，参见例如a)Heinze,G.,Handbuch derAgglomerationstechnik,Weinheim 2000；b)Pietsch,W.B.,Agglomeration Processes:Phenomena,Technologies,Equipment,Weinheim 2002；c)Serno,P.,Kleinbudde,P.,Knop,K.,Granulieren:Grundlagen,Verfahren,Formulierungen,Aulendorf 2006；d)Ullmann'sEncyclopedia of Industrial Chemistry(Wiley),Fertilizers,，4.Granulation,Edition 5,Vol.A10,1987,pp.374-388。
原则上，制粒可以细分为两种方法：a)干法制粒和b)湿法制粒。
在干法中，将粉状固体在压力和/或加热下加工成颗粒物质。这可以例如以直接压片的形式分批完成。根据物质的性质还需要其他辅助材料。使用辊压压制机(反转辊(counterrotating roll))使细分散粒状材料的尺寸变大是连续法的一个实例。致密操作产生扁平板状的聚集体。在压实型制粒法中，压实之后进行粉碎。
此外，适于本发明目的的无机填充材料可由湿法制粒制备。在湿法制粒中，将液体粘合剂喷洒至细分散的粉状固体上。使用例如滚压机、混合流化床法进行制粒。
流化床的原理基于使气体通过粉状的聚集固体直至克服各自颗粒的重力，从而形成像流体的搅拌床。通过喷雾喷嘴使用粘合剂润湿流化颗粒，优选使用一种上述粘合剂，更优选使用热固性粘合剂和/或无机粘合剂润湿流化颗粒。在用粘合剂液体喷洒后，颗粒粘合在一起，形成所需尺寸的颗粒。通过喷雾喷嘴施加的物质为液体、熔体或悬浮液，参见特别是H.Uhlemann，L.
Figure BDA0002298815720000061
Wirbelschicht-Sprühgranulation，Berlin 2000，p.69 to 125。
适于本发明目的的无机填充材料还可通过聚合物熔体、优选上述聚合物粘合剂、更优选热塑性粘合剂与相应的无机材料的挤出并和随后的制粒(特别是水下制粒)来获得。例如使用在硬质金属盘上运行的旋转刀片头来完成水下制粒。盘优选具有确定基本尺寸的孔。形状、重量和其他参数可由系统外部通过转度、材料通过量和温度精细地控制，同样参见Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry(Wiley)Plastics Processing，1.Processing of Thermoplastics，Edition 6,Vol.27,pages 450 to 486。
因此，本发明优选涉及本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中至少一种无机填充材料通过制粒法(例如干法或湿法制粒)和/或挤出法获得。
本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫通常为发泡材料的开孔骨架(open-cellscaffolding)，所述骨架包括多个相互连接的三维分叉支撑物，并且在每个支撑物中均有密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料优选至少部分地嵌入孔结构中。为了本发明的目的，至少一种无机填充材料的粒经优选对应于泡沫结构的平均孔径(d50值，数均值，其通过光学显微镜或电子显微镜结合图像分析测定)。在本发明的上下文中，“至少部分地”应理解为意指至少60％，优选至少70％，更优选至少80％且最优选至少90％。
因此，本发明优选涉及本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料至少部分地嵌入孔结构中。
因此，在这一优选的实施方案中，至少一种无机填充材料可理想地结合至开孔泡沫的孔结构中，并由孔骨架的所有面固定。依照本发明的这种结构不能依照现有技术通过随后用无机填充材料浸渍泡沫来制备，这是因为总是必须选择无机填料的粒经以使得该粒经小于泡沫的孔径，从而可确保在整个泡沫中分布。
用于制备本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫的三聚氰胺-甲醛预缩合物的甲醛与三聚氰胺的摩尔比通常在5:1至1.3:1的范围内，且优选在3.5:1至1.5:1的范围内。
除三聚氰胺外，三聚氰胺-甲醛缩合产物还可包含0重量％至50重量％、优选0重量％至40重量％、更优选0重量％至30重量％并且特别是0重量％至20重量％的其他热固性形成物，均基于三聚氰胺和任何其他的热固性形成物的总和计。另外存在的热固性形成物选自例如烷基和芳基取代的三聚氰胺、脲、氨基甲酸酯、甲酰胺、双氰胺、胍、硫酰基酰胺(sulfurylamide)、磺酰胺(sulfonamide)、脂族胺、二醇、苯酚及其衍生物和混合物。
除甲醛外，三聚氰胺-甲醛缩合产物还可包含0重量％至50重量％，优选0重量％至40重量％，更优选0重量％至30重量％并且特别是0重量％至20重量％的共缩合形式的其他醛，均基于甲醛和任何其他醛的总和计。另外存在的醛选自例如乙醛、三羟甲基乙醛、丙烯醛、苯甲醛、糠醛、乙二醛、戊二醛、苯二醛、对苯二甲醛及其混合物。关于三聚氰胺-甲醛缩合产物的其他细节参见Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie，volume 14/2,1963,pages 319 to 402。
本发明优选使用未经改性的三聚氰胺-甲醛预缩合物。
本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫例如通过如下方式制得：混合至少一种三聚氰胺-甲醛预缩合物、任选的至少一种溶剂、任选的至少一种酸、任选的至少一种分散剂、至少一种发泡剂和至少一种本发明的无机填充材料，并在高于至少一种发泡剂的沸点的温度下发泡该混合物。
因此，本发明还提供一种制备三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，其中将至少一种三聚氰胺-甲醛预缩合物、任选的至少一种溶剂、任选的至少一种酸、任选的至少一种分散剂、至少一种发泡剂和密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料混合，并在高于至少一种发泡剂沸点的温度下发泡该混合物。
可使用专门制备的三聚氰胺-甲醛预缩合物(参见综述：a)W.Woebcken,Kunststoffhandbuch 10.Duroplaste,Munich,Vienna 1988,b)Encyclopedia of PolymerScience and Technology,3rd edition,Vol.1,Amino Resins,pp.340 to 370,2003,c)Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,6th edition,Vol.2,AminoResins,pp.537 to 565.Weinheim 2003)，或使用市售可得的三聚氰胺和甲醛两种组分的预缩合物。三聚氰胺-甲醛预缩合物中甲醛与三聚氰胺的摩尔比通常在5:1至1.3:1的范围内，优选在3.5:1至1.5:1的范围内。
制备本发明泡沫的方法的优选形式包括以下步骤：
(1)制备悬浮液，其包含待制备泡沫的三聚氰胺-甲醛预缩合物、密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料以及任选的其他添加组分；
(2)通过将步骤(1)的悬浮液加热至高于发泡剂沸点的温度而发泡预缩合物；
(3)干燥得自步骤(2)的泡沫。
现将更具体地讨论各个方法步骤以及各种可能的形式。
可以在醇(如甲醇、乙醇或丁醇)的存在下制备三聚氰胺-甲醛预缩合物，从而获得部分或完全醚化的缩合物。形成醚基团为影响三聚氰胺-甲醛预缩合物的溶解度以及完全固化材料的机械特性的方式。
分散剂/乳化剂任选地用作步骤(1)中其他的添加组分。阴离子、阳离子和非离子表面活性剂及其混合物可用作分散剂/乳化剂。
可用的阴离子表面活性剂包括，例如二苯醚磺酸盐、烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烯基磺酸盐、烷基醚磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、醚硫酸盐、α-磺基脂肪酸酯、酰胺基烷基磺酸盐、酰基异硫代硫酸盐、烷基醚羧酸盐、N-酰基肌氨酸盐、烷基磷酸盐和烷基醚磷酸盐。
可用的阳离子乳化剂包括，例如烷基三铵盐、烷基苄基二甲基铵盐和烷基吡啶盐(alkylpyridinium salt)。
可用的非离子表面活性剂包括烷基酚聚乙二醇醚、脂肪醇聚乙二醇醚、脂肪酸聚乙二醇醚、脂肪酸烷醇酰胺、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、胺氧化物、甘油脂肪酸酯、山梨醇酯和烷基多糖苷。
分散剂/乳化剂的加入量可为0.2重量％至5重量％，基于三聚氰胺-甲醛预缩合物计。
原则上，可在任何时候将分散剂/乳化剂和/或保护胶体加入粗分散体中，然而其也可以已经存在于溶剂中。
原则上，本发明的方法既可以使用物理发泡剂也可以使用化学发泡剂，参见Encyclopedia of Polymer Science and Technology，Vol.I,3rd edition,Additives,pages 203 to 218,2003。发泡剂在混合物中的量通常取决于所需的泡沫密度。
可用的物理发泡剂包括例如液体形式的烃(如戊烷、己烷)，卤代烃且更具特别为氯代烃和/或氟代烃(例如二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烷、氯氟烃、氢化氯氟烃(HCFC))、醇(如甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇)、醚、酮和酯(如甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯或乙酸乙酯)；或包括作为气体的空气、氮气或二氧化碳。
可用的化学发泡剂包括例如与水混合并释放出二氧化碳作为活性发泡剂的异氰酸酯。还可以使用与酸混合的碳酸盐和碳酸氢盐，在该情况下，同样产生二氧化碳。同样合适的是偶氮化合物，例如偶氮二甲酰胺。
在本发明优选的实施方案中，混合物还包含至少一种发泡剂。该发泡剂在混合物中存在的量为优选0.5重量％至60重量％，更优选1重量％至40重量％，甚至更优选1.5重量％至30重量％，基于三聚氰胺-甲醛预缩合物计。优选加入沸点为0至80℃的物理发泡剂。
作为固化剂，可以使用可催化三聚氰胺树脂进一步缩合的酸性化合物。这些固化剂的量通常在0.01重量％至20重量％的范围内，优选在0.05重量％至5重量％的范围内，均基于预缩合物计。可用的酸性化合物包括有机酸和无机酸，例如选自盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、甲酸、乙酸、草酸、甲苯磺酸、氨基磺酸、酸酐及其混合物。
在其他实施方案中，除待制备泡沫的三聚氰胺-甲醛预缩合物和无机填充材料外，混合物还包含乳化剂以及任的地固化剂和发泡剂。
在其他实施方案中，混合物中不含其他添加物质。然而，出于某些目的，有利的是除无机填充材料之外，可加入0.1重量％至20重量％、优选0.1重量％至10重量％的常规添加物，基于三聚氰胺-甲醛预缩合物计，所述常规添加物如染料、阻燃剂、UV稳定剂、降低燃烧气体毒性或加速碳化的试剂、香味剂、荧光增白剂或颜料。所述添加物优选在泡沫中形成均匀的分布。
可用的颜料包括例如常规的有机颜料。这些颜料可以预先与至少一种无机填料混合。
为确保良好的防火性能，除三聚氰胺-甲醛树脂外，泡沫中有机组分的比例应该尽可能低。本发明中优选泡沫中其他有机组分的比例低至使其可通过DIN EN13501-1的A2防火测试的程度。
本发明的方法步骤(2)包括发泡预缩合物，所述预缩合物通常通过加热三聚氰胺-甲醛预缩合物的悬浮液和至少一种无机填充材料的悬浮液而获得包含密度为至少3g/cm3的至少一种无机填充材料的泡沫。为此，通常将悬浮液加热至高于所用发泡剂沸点的温度，并在封闭模具中发泡。
能量的输入可优选通过电磁辐射实现，例如通过每千克所用混合物以0.2至100GHz，优选0.5至10GHz的频率在5至400kW、优选5至200kW并且更优选9至120kW的高频辐射下进行。磁控管是可用的电介质辐射源，并且可使用一个磁控管，或同时使用两个以上的磁控管。
最后干燥所制备的泡沫，从而从泡沫中除去残留的水和发泡剂。
还可以利用后处理来使泡沫疏水。该后处理优选采用具有高热稳定性和低可燃性的疏水性涂覆剂，例如硅酮、硅酸盐或含氟化合物。
所述方法优选提供泡沫块/泡沫板，其可以被切割成具有任何所需形状的尺寸。
可将泡沫块或泡沫板任选在进一步的加工步骤中进行热压。所述热压为本领域技术人员已知并记载于例如WO 2007/031944、EP-A 451 535、EP-A 111 860和US-B 6,608,118中。热压通常可使无机填充材料更好地固定于泡沫的开孔结构中。
本发明的泡沫的密度通常在3至100kg/m3范围内，优选在10至100kg/m3范围内，更优选在15至80kg/m3范围内且更优选在25至75kg/m3范围内。
通过本发明方法优选获得的泡沫优选具有开孔结构，当根据DIN ISO 4590测定时，所述开孔结构的开孔量大于50％，且更特别是大于80％。
平均孔径优选在50至1000μm范围内，更特别是在100至500μm范围内(d50值，数均值，通过光学显微镜或电子显微镜结合图像分析测定)。
本发明的泡沫优选为弹性的。具有80重量％至98重量％范围内的高无机含量的三聚氰胺-甲醛泡沫一般可通过DIN EN ISO 13501-1的A2防火测试。
可通过本发明方法获得的泡沫可以以各种方式用于建筑物建造以及汽车、船舶和轨道车辆(track vehicle)制造、航天器制造或装饰工业中的隔热和隔音，例如用于建造工业中的隔热，或作为隔音材料用于例如汽车、飞机、火车、船舶等的客舱或发动机舱中，或用于减震座和平卧面(lying surface)以及用于靠背和扶手。
因此，本发明还提供本发明的三聚氰胺-甲醛泡沫在建筑物建造、汽车、船舶和轨道车辆制造、航天器制造或装饰工业中的用途。
优选用于需要高热稳定性和低可燃性的领域，例如用于孔型燃烧器(poreburner)。所述材料还可用于长期分解有机物质的强辐射环境(例如核电站)中的隔离。所述材料还可以作为“海绵”用于清洁工业，例如以海绵或浸满任何种类的清洁剂的形式用于表面清洁。
在特定的应用中，有利的是可用本领域技术人员原则上已知的层压体对本发明的泡沫表面进行层压。所述层压例如可以使用所谓的“开放体系”(例如多孔板)或使用“封闭”体系(例如塑料、金属或木材的箔或板)来实现，并且基本上保留声音特性。
本发明的泡沫表现出改善的防火特性和机械特性的结合。
实施例：
使用的测试标准和方法：
DIN EN13501-1-建筑产品和建筑物组件的防火性分级：
该欧洲标准规定了包括建筑物组件内产品的建筑产品的防火特性的分级方法。
旨在用于A2级的建筑产品必须进行EN ISO1182或EN ISO1716测试。此外，所有旨在用于A2级的建筑产品必须进行EN13823测试。
EN ISO1716-燃烧热测试方法：
该测试方法测定在不考虑建筑产品实际用途的情况下，其完全燃烧可能释放出的最高热量。该测试方法与A1和A2级相关。该方法既能测定较高的热值也还能测定较低的热值。
EN ISO1182-不燃性测试：
该测试测定在不考虑建筑产品实际用途的情况下，确定哪些建筑产品对燃烧无帮助或无明显帮助。该测试方法与A1和A2级相关。
EN13823-单个燃烧物测试方法(SBI)：
该测试方法评估在火灾情况下建筑产品对火势发展的可能影响，所述火灾情况模拟出在接近建筑产品的房间角落的单个燃烧物(SBI)。该测试方法与A2、B、C和D级相关。
在以下本发明实施例和对比实施例中，根据EN ISO1716和EN13823确定A2防火级别。
机械特性、弹性：
根据US-A-4 666 948中记载的方法进行冲压测试(Ram pressure measurement)以评估甲醛-三聚氰胺树脂泡沫的机械质量。用直径8mm、高度10cm的圆柱形槌在发泡方向以90°角压入直径11cm、高5cm的圆柱形样品中，直至样品破裂。撕裂力[N](下文也称为冲压力值)提供了泡沫机械质量的信息。
对比实施例A
不含填充材料的三聚氰胺-甲醛泡沫的制备(根据WO-A-2009/021963)。
将75重量份经喷雾干燥的三聚氰胺-甲醛预缩合物(摩尔比1:3)溶于25重量份的水中，然后加入3重量％的甲酸、2重量％的C12/C14-烷基硫酸钠、38重量％的戊烷，均基于预缩合物计，接着进行搅拌，然后通过微波能量辐照在聚丙烯模具(用于发泡)中发泡。发泡后，将泡沫干燥30分钟。
三聚氰胺-甲醛泡沫的密度为3.5g/l，冲压力值为19.7N。该泡沫不符合DIN EN13501-1的A2防火级要求。
对比实施例B
使用77.5重量％密度为4.5g/cm3的细分散的硫酸钡作为填充材料制备三聚氰胺-甲醛泡沫，基于无机填充材料和用于泡沫制备的三聚氰胺-甲醛预缩合物的总重量计：
将75重量份经喷雾干燥的三聚氰胺-甲醛预缩合物(摩尔比1:3)溶于25重量份的水中，加入3重量％的甲酸、2重量％的C12/C14-烷基硫酸钠、38重量％的戊烷(重量％均基于预缩合物计)以及258重量份的Blanc Fixe F型的硫酸钡(粒度分布“PSD”在0.001至0.045mm的范围内，平均粒径为0.020mm，Sachtleben Chemie GmbH)，接着进行搅拌，然后通过微波能量辐照在聚丙烯模具(用于发泡)中发泡。发泡后，将泡沫干燥30分钟。
易碎的三聚氰胺-甲醛泡沫的密度为18g/l，冲压力值为5.8N。该泡沫不符合DINEN 13501-1的A2防火级要求。
实施例C
使用80.0重量％密度为4.5g/cm3的细分散的硫酸钡作为填充材料制备三聚氰胺-甲醛泡沫，基于无机填充材料和用于泡沫制备的三聚氰胺-甲醛预缩合物的总重量计：
将75重量份经喷雾干燥的三聚氰胺-甲醛预缩合物(摩尔比1:3)溶于25重量份的水中，加入3重量％的甲酸、2重量％的C12/C14-烷基硫酸钠、38重量％的戊烷(重量％均基于预缩合物计)以及300重量份的Blanc Fixe F型的硫酸钡(粒度分布(“PSD”)在0.001至0.045mm的范围内，平均粒径为0.020mm，Sachtleben Chemie GmbH)，接着进行搅拌，然后通过微波能量辐照在聚丙烯模具(用于发泡)中发泡。发泡后，将泡沫干燥30分钟。
易碎的三聚氰胺-甲醛泡沫的密度为25g/l，冲压力值为4.2N。该泡沫符合DIN EN13501-1的A2防火级要求。
实施例1(本发明)
使用80重量％的硫酸钡/三聚氰胺-甲醛预缩合物作为密度为4.2g/cm3的无机填充材料制备三聚氰胺-甲醛泡沫，基于用于泡沫制备的三聚氰胺-甲醛预缩合物和无机填充材料的总重量计：
通过在流化床方法中的团聚制备90重量％的硫酸钡(Blanc Fixe F，SachtlebenChemie)与10重量％经喷雾干燥的三聚氰胺-甲醛预缩合物(摩尔比1:3)。使用直径为230mm的流化床喷雾制粒装置进行制粒试验。将粘合剂向下喷洒至平板床(床高约10至40mm)上。这产生尺寸为0.050至0.350mm(平均粒径0.200mm)的硫酸钡颗粒。
类似于实施例C进行该实施例，不同之处在于使用300重量份的含硫酸钡/三聚氰胺-甲醛预缩合物的颗粒材料(平均粒径0.200mm)。
三聚氰胺-甲醛泡沫的密度为26g/l，冲压力值为21.1N。该泡沫符合DIN EN13501-1的A2防火级要求。

Claims (10)

1.一种三聚氰胺-甲醛泡沫，其包含80重量％至98重量％的至少一种无机填充材料，基于至少一种无机填充材料和用于泡沫制备的三聚氰胺-甲醛预缩合物的总重量计，其中至少一种无机填充材料具有至少3.5g/cm3的密度，并且至少一种无机填充材料为硫酸钡，所述至少一种无机填充材料包含至少一种粘合剂，所述粘合剂与至少一种无机填充材料形成基本上均匀的混合物，或所述粘合剂与至少一种无机填充材料形成基本上均匀的混合物，同时还以层的方式存在于无机填充材料上，其中所述密度由至少一种无机填充材料获得，原因在于所述至少一种无机填充材料以具有粒径的颗粒存在，并包含至少一种粘合剂，其中至少一种粘合剂选自热固性材料，其选自三聚氰胺-甲醛树脂。
2.根据权利要求1所述的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中所述至少一种无机填充材料具有0.05至2mm的平均粒径，所述平均粒径是通过光散射法通过马尔文粒度仪根据Fraunhofer衍射测定的Z均粒径。
3.根据权利要求2所述的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中所述至少一种无机填充材料具有0.1至1mm的平均粒径。
4.根据权利要求2所述的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中所述至少一种无机填充材料具有0.2至0.4mm的平均粒径。
5.根据权利要求1所述的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中至少一种无机填充材料的密度为至少4.0g/cm3。
6.根据权利要求1或2所述的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中所述至少一种无机填充材料至少部分地以球形颗粒的形式存在。
7.根据权利要求1或2所述的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中所述至少一种无机填充材料至少部分地嵌入三聚氰胺-甲醛泡沫的孔中。
8.根据权利要求1或2所述的三聚氰胺-甲醛泡沫，其中所述至少一种无机填充材料通过制粒法和/或挤出操作获得。
9.一种制备权利要求1或2的三聚氰胺-甲醛泡沫的方法，所述方法包括：混合至少一种三聚氰胺-甲醛预缩合物、任选的至少一种溶剂、任选的至少一种酸、任选的至少一种分散剂、至少一种发泡剂和密度为至少3.5g/cm3的至少一种无机填充材料，并在高于至少一种发泡剂沸点的温度下发泡该混合物，其中所述密度由至少一种无机填充材料获得，原因在于所述至少一种无机填充材料以具有粒径的颗粒存在，并包含至少一种粘合剂。
10.权利要求1或2所述的三聚氰胺-甲醛泡沫用在建筑物建造、汽车、船舶和轨道车辆制造、航天器制造或装饰工业中的用途。
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