CN111087735B - 一种家具生产用抗压防变型保温材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及家具材料性能研究技术领域，公开了一种家具生产用抗压防变型保温材料，以丙烯腈和甲基丙烯酸为单体，添加制备得到的成核促进剂，进行预聚合，得到预聚体进一步高温发泡得到所述抗压防变型保温材料；制备得到的保温材料导热系数为0.018‑0.020w/mk，不会因为吸潮导致导热系数增大，耐老化性能和力学强度优异，该保温材料具有质轻、绝缘、防震、抗压、防腐蚀、抗水、耐老化、化学性质稳定等优良性能，可广泛应用于家具保温芯层，具有优异的成型性能，该材料能够很好的解决家具领域保温材料保温性能一般，加工应用缺点较多的困境，除了提高材料的保温性能外，在其它方面也取得了较好的效果。
Description
技术领域
本发明属于家具材料性能研究技术领域，具体涉及一种家具生产用抗压防变型保温材料。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，家具产品的发展很快。其中保温类家具产品深受人们喜爱，利用良好的保温技术与材料，结合人体学特征，加工生产出舒适的家具产品，成为当前的主流竞争方向。
传统的保温材料为棉、麻等纤维类材料，其优点为贴近自然，环保舒适，但其缺点限制了其在家具保温产品上的进一步开发利用，主要在于成型困难，易变形，保温效果一般，易吸水长霉，力学性能不佳等问题。已知的研究中，选用各类树脂泡沫作为保温材料进行家具生产，但该类材料力学强度较差，在使用过程中极易变形，耐老化性能一般，易粉化变质，使用性能和寿命大打折扣。当前，寻找一种性能优异的保温材料可以为家具生产起到事半功倍的效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种家具生产用抗压防变型保温材料，该保温材料具有质轻、绝缘、防震、抗压、防腐蚀、抗水、耐老化、化学性质稳定等优良性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种家具生产用抗压防变型保温材料，其优选方案为，以丙烯腈和甲基丙烯酸为单体，添加制备得到的成核促进剂，进行预聚合，得到预聚体进一步高温发泡得到所述抗压防变型保温材料；
具体的，保温材料的制备方法包括以下工艺步骤：
成核促进剂的制备：称取13.5-14.0毫摩四水醋酸锰、2.8-3.0克偏铝酸钠、5.5-6.0克硫酸钴置于烧杯中，向烧杯中加入85-90毫升去离子水，以300-340转/分钟的速度持续搅拌20-30分钟，然后向烧杯中加入10-12毫升质量浓度为2.0-3.0%的柠檬酸溶液和15-18毫升的质量浓度为28.0-29.0%的乙二醇溶液，水浴加热至80-90℃，持续搅拌1-2小时，然后放入真空干燥箱中保温静置10-13小时，保温温度为125-130℃，得到凝胶态混合物料，然后置于马弗炉中，以7-9℃/分钟的速度升温至490-500℃，保温热处理80-100分钟，然后继续升温至650-700℃，保温1-2小时，随炉自然冷却至室温即可。该成核促进剂为尺寸大小在10-15纳米之间的片状结构。该成核促进剂分散性好，利用磁热性能，能够在高分子聚合物中快速扩散，不会产生沉积，在发泡过程中，防止泡孔破裂，能够经受住高温，降低气泡膨胀形成阻力，有利于发泡核的形成，在该成核促进剂填充下，在较短时间内，发泡核能均匀长大，使泡沫稳定固化，最终形成致密的泡孔结构，制备得到保温材料，提高了生产效率，降低了生产成本。
聚合发泡：所述保温材料按照重量份计由以下成分制成：丙烯腈118-120份、甲基丙烯酸85-90份、丙烯酰胺4.2-4.6份、甲酰胺7.0-7.5份、碳酰胺1.2-1.3份、1,2-丙二醇3.5-4.0份、引发剂0.35-0.40份、成核促进剂0.08-0.09份；所述引发剂为偶氮二异丁腈。采用水浴加热预聚合，预聚合温度为46-48℃，预聚合时间为48-52小时，然后置于平板硫化机中进行高温发泡，发泡温度200-210℃，发泡时间为15-20分钟，发泡结束后置于烘箱中进行热处理，热处理温度为165-170℃，处理时间为60-80分钟。
发泡得到的保温材料泡孔均匀、细密，回弹性好，质量轻，保温绝热，性能稳定，防火性能优异，燃烧无毒、不会释放有害物质，材料孔径大小在0.32-0.35毫米之间，密度为90-95千克/立方米，非常适用于做家具保温层，该保温材料的综合性能高，其中，力学性能十分突出，拉伸强度达到10.2-10.4MPa，弯曲强度达到15.6-15.8MPa，压缩强度达到13.0-13.4MPa，剪切强度9.6-9.7MPa，使用性能和使用寿命优异。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决藤编材料自身存在的缺陷，导致藤椅加工中性能不佳的问题，本发明提供了一种家具生产用抗压防变型保温材料，以丙烯腈和甲基丙烯酸为单体，添加制备得到的成核促进剂，进行预聚合，得到预聚体进一步高温发泡得到所述抗压防变型保温材料；制备得到的保温材料导热系数为0.018-0.020w/mk，不会因为吸潮导致导热系数增大，耐老化性能和力学强度优异，该保温材料具有质轻、绝缘、防震、抗压、防腐蚀、抗水、耐老化、化学性质稳定等优良性能，可广泛应用于家具保温芯层，具有优异的成型性能，该材料能够很好的解决家具领域保温材料保温性能一般，加工应用缺点较多的困境，除了提高材料的保温性能外，在其它方面也取得了较好的效果，本发明有效解决了家具生产领域，现有的保温材料应用效果不足的问题，在提高家具材料保温性能的同时，具有更高的防水防霉性、耐热性，保障了尺寸稳定性，为一种舒适性保温材料，极大的发挥了高分子材料的特性，促进了发泡塑料在保温性能方面的应用和发展，提高了家具产品的保温性能，能够实现提高家具用保温材料性能以及提高市场竞争力的现实意义，对于家具材料的开发研究具有较高价值，显著促进现代化家具生产与保温材料研究快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为成核促进剂含量与保温材料的导热系数之间的关系。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，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所提供的技术方案。
实施例1
一种家具生产用抗压防变型保温材料，以丙烯腈和甲基丙烯酸为单体，添加制备得到的成核促进剂，进行预聚合，得到预聚体进一步高温发泡得到所述抗压防变型保温材料；
具体的，保温材料的制备方法包括以下工艺步骤：
S1：成核促进剂的制备：称取13.5毫摩四水醋酸锰、2.8克偏铝酸钠、5.5克硫酸钴置于烧杯中，向烧杯中加入85毫升去离子水，以300转/分钟的速度持续搅拌20分钟，然后向烧杯中加入10毫升质量浓度为2.0%的柠檬酸溶液和15毫升的质量浓度为28.0%的乙二醇溶液，水浴加热至80℃，持续搅拌1小时，然后放入真空干燥箱中保温静置10小时，保温温度为125℃，得到凝胶态混合物料，然后置于马弗炉中，以7℃/分钟的速度升温至490℃，保温热处理80分钟，然后继续升温至650℃，保温1小时，随炉自然冷却至室温即可。该成核促进剂为尺寸大小在10-15纳米之间的片状结构。
S2：聚合发泡：所述保温材料按照重量份计由以下成分制成：丙烯腈118份、甲基丙烯酸85份、丙烯酰胺4.2份、甲酰胺7.0份、碳酰胺1.2份、1,2-丙二醇3.5份、引发剂0.35份、成核促进剂0.08份；所述引发剂为偶氮二异丁腈。采用水浴加热预聚合，预聚合温度为46℃，预聚合时间为48小时，然后置于平板硫化机中进行高温发泡，发泡温度200℃，发泡时间为15分钟，发泡结束后置于烘箱中进行热处理，热处理温度为165℃，处理时间为60分钟。
实施例2
一种家具生产用抗压防变型保温材料，以丙烯腈和甲基丙烯酸为单体，添加制备得到的成核促进剂，进行预聚合，得到预聚体进一步高温发泡得到所述抗压防变型保温材料；
具体的，保温材料的制备方法包括以下工艺步骤：
S1：成核促进剂的制备：称取13.8毫摩四水醋酸锰、2.9克偏铝酸钠、5.8克硫酸钴置于烧杯中，向烧杯中加入88毫升去离子水，以320转/分钟的速度持续搅拌25分钟，然后向烧杯中加入11毫升质量浓度为2.5%的柠檬酸溶液和16毫升的质量浓度为28.5%的乙二醇溶液，水浴加热至85℃，持续搅拌1.5小时，然后放入真空干燥箱中保温静置11小时，保温温度为128℃，得到凝胶态混合物料，然后置于马弗炉中，以8℃/分钟的速度升温至495℃，保温热处理90分钟，然后继续升温至680℃，保温1.5小时，随炉自然冷却至室温即可。该成核促进剂为尺寸大小在10-15纳米之间的片状结构。
S2：聚合发泡：所述保温材料按照重量份计由以下成分制成：丙烯腈119份、甲基丙烯酸88份、丙烯酰胺4.4份、甲酰胺7.2份、碳酰胺1.25份、1,2-丙二醇3.8份、引发剂0.37份、成核促进剂0.085份；所述引发剂为偶氮二异丁腈。采用水浴加热预聚合，预聚合温度为47℃，预聚合时间为50小时，然后置于平板硫化机中进行高温发泡，发泡温度205℃，发泡时间为18分钟，发泡结束后置于烘箱中进行热处理，热处理温度为168℃，处理时间为70分钟。
实施例3
一种家具生产用抗压防变型保温材料，以丙烯腈和甲基丙烯酸为单体，添加制备得到的成核促进剂，进行预聚合，得到预聚体进一步高温发泡得到所述抗压防变型保温材料；
具体的，保温材料的制备方法包括以下工艺步骤：
S1：成核促进剂的制备：称取14.0毫摩四水醋酸锰、3.0克偏铝酸钠、6.0克硫酸钴置于烧杯中，向烧杯中加入90毫升去离子水，以340转/分钟的速度持续搅拌30分钟，然后向烧杯中加入12毫升质量浓度为3.0%的柠檬酸溶液和18毫升的质量浓度为29.0%的乙二醇溶液，水浴加热至90℃，持续搅拌2小时，然后放入真空干燥箱中保温静置13小时，保温温度为130℃，得到凝胶态混合物料，然后置于马弗炉中，以9℃/分钟的速度升温至500℃，保温热处理100分钟，然后继续升温至700℃，保温2小时，随炉自然冷却至室温即可。该成核促进剂为尺寸大小在10-15纳米之间的片状结构。
S2：聚合发泡：所述保温材料按照重量份计由以下成分制成：丙烯腈120份、甲基丙烯酸90份、丙烯酰胺4.6份、甲酰胺7.5份、碳酰胺1.3份、1,2-丙二醇4.0份、引发剂0.40份、成核促进剂0.09份；所述引发剂为偶氮二异丁腈。采用水浴加热预聚合，预聚合温度为48℃，预聚合时间为52小时，然后置于平板硫化机中进行高温发泡，发泡温度210℃，发泡时间为20分钟，发泡结束后置于烘箱中进行热处理，热处理温度为170℃，处理时间为80分钟。
以实施例2为例进行试验，以不同重量份的成核促进剂为变量，分别测定保温材料的保温性能，结果如图1所示。结果表明本发明的成核促进剂能够显著提高发泡材料的保温性能，效果最好。
本发明有效解决了家具生产领域，现有的保温材料应用效果不足的问题，在提高家具材料保温性能的同时，具有更高的防水防霉性、耐热性，保障了尺寸稳定性，为一种舒适性保温材料，极大的发挥了高分子材料的特性，促进了发泡塑料在保温性能方面的应用和发展，提高了家具产品的保温性能，能够实现提高家具用保温材料性能以及提高市场竞争力的现实意义，对于家具材料的开发研究具有较高价值，显著促进现代化家具生产与保温材料研究快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。
Claims (7)
1.一种家具生产用抗压防变型保温材料，其特征在于，以丙烯腈和甲基丙烯酸为单体，添加制备得到的成核促进剂，进行预聚合，得到预聚体进一步高温发泡即得所述抗压防变型保温材料；所述成核促进剂制备方法包括以下步骤：
称取13.5-14.0毫摩四水醋酸锰、2.8-3.0克偏铝酸钠、5.5-6.0克硫酸钴置于烧杯中，向烧杯中加入85-90毫升去离子水，以300-340转/分钟的速度持续搅拌20-30分钟，然后向烧杯中加入10-12毫升柠檬酸溶液和15-18毫升的乙二醇溶液，水浴加热至80-90℃，持续搅拌1-2小时，然后放入真空干燥箱中保温静置10-13小时，保温温度为125-130℃，得到凝胶态混合物料，然后置于马弗炉中，以7-9℃/分钟的速度升温至490-500℃，保温热处理80-100分钟，然后继续升温至650-700℃，保温1-2小时，随炉自然冷却至室温即可。
2.如权利要求1所述一种家具生产用抗压防变型保温材料，其特征在于， 所述保温材料按照重量份计由以下成分制成：丙烯腈118-120份、甲基丙烯酸85-90份、丙烯酰胺4.2-4.6份、甲酰胺7.0-7.5份、碳酰胺1.2-1.3份、1,2-丙二醇3.5-4.0份、引发剂0.35-0.40份、成核促进剂0.08-0.09份；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
3.如权利要求1所述一种家具生产用抗压防变型保温材料，其特征在于，采用水浴加热预聚合，预聚合温度为46-48℃，预聚合时间为48-52小时。
4.如权利要求1所述一种家具生产用抗压防变型保温材料，其特征在于，高温发泡平板硫化机中进行，发泡温度200-210℃，发泡时间为15-20分钟。
5.如权利要求1所述一种家具生产用抗压防变型保温材料，其特征在于，制备得到的成核促进剂尺寸大小在10-15纳米之间。
6.如权利要求1所述一种家具生产用抗压防变型保温材料，其特征在于，成核促进剂制备中，柠檬酸溶液质量浓度为2.0-3.0%。
7.如权利要求1所述一种家具生产用抗压防变型保温材料，其特征在于，成核促进剂制备中，乙二醇溶液质量浓度为28.0-29.0%。
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