CN114736516B - 一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用 - Google Patents

一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫中，包括聚氨酯交联网络结构以及化学交联在聚氨酯交联网络结构上的双马来酰亚胺网络结构。本发明利用双马来酰亚胺树脂分子中的侧链羟基、酚羟基与异氰酸酯反应，同时利用异氰酸酯制备聚氨酯的发泡方式，异氰酸酯与水反应发泡，形成泡沫胚体后再高温，最后双马来酰亚胺再固化，形成高强度高韧性的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。本发明提供的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，具有较高的耐温性能和力学性能，能够满足复合材料承载的结构芯材的使用要求。而且，本发明提供的制备工艺简单，条件温和，可控性好，更加适于工业化生产推广和应用。

Description

一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、 应用
技术领域
本发明属于异氰酸酯改性双马来酰亚胺材料技术领域，涉及一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用，尤其涉及一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用。
背景技术
目前复合材料中用作结构芯材的主要有硬质聚氨酯、硬质聚氯乙烯泡沫、硬质聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫等，其中聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫目前市场上复合材料芯材性能最佳的一款泡沫。但是其耐温性能已经不能满足高端复材的使用要求，特别是聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂体系的复合材料，PMI已经不能满足要求了。
双马来酰亚胺(BMI)是一类具有双键活性端基的聚合物，介于其树脂超高的耐温和力学性能，在聚合物中添加发泡剂及其它助剂，通过配方及工艺条件控制BMI树脂凝胶速度和发泡速度，制成高性能的双马来酰亚胺泡沫。现有公开的技术中也有部分的研究方案，如发明专利CN101343413A将BMI树脂加热化学发泡剂，并没有添加其它助剂制得BMI泡沫，发明专利CN106009666A通过碳纤维毡为载体，浸渍含有发泡微球的双马来酰亚胺树脂，后再模压发泡的搭配碳纤维增加的双马来酰亚胺泡沫复合材料，但是其配方复杂、工艺复杂、得到的泡沫韧性差，泡沫难商业化。
因此，如何找到一种更为适宜的方式，制备出具有高韧性的双马来酰亚胺泡沫，而且方法简便，更加适用于工业化的生产，产品具有产业化的价值，具有重要的科学和工程价值，也是业内诸多一线研究人员广为关注的焦点之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用，特别是一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，本发明提供的具有特定结构的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，具有较高的强度和韧性吸声性能优异，与现在市售的PVC结构泡沫相差不大，能够满足复合材料承载的结构芯材的使用要求；而且工艺简单，条件温和，可控性好，更加适于工业化生产推广和应用。
本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫中，包括聚氨酯交联网络结构以及化学交联在聚氨酯交联网络结构上的双马来酰亚胺网络结构。
优选的，所述聚氨酯交联网络结构与双马来酰亚胺网络结构相互交织形成整体网络结构；
所述化学交联具体为，所述双马来酰亚胺通过侧链的羟基和/或酚羟基与聚氨酯主链上的异氰酸酯基团反应，形成化学交联；
所述双马来酰亚胺网络结构包括双马来酰亚胺树脂再次交联形成的网络结构；
所述泡沫由双马来酰亚胺树脂溶液和异氰酸酯经发泡后得到。
优选的，所述双马来酰亚胺在泡沫中的质量含量为50％～75％；
所述泡沫为按照异氰酸酯的发泡方式发泡双马来酰亚胺树脂；
所述双马来酰亚胺树脂作为异氰酸酯发泡用的多元醇；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫为用于复合材料结构芯材的结构泡沫。
优选的，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的密度为60～200kg/m3；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的泡孔直径为0.3～1mm；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫为高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫为用于复合材料芯材的泡沫材料。
本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，按原料质量分数计，包括：
优选的，所述双马来酰亚胺树脂包括未改性的双马来酰亚胺树脂和/或改性的双马来酰亚胺树脂；
所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种；
所述引发剂包括偶氮二异丁腈、4,4'-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、2，4-二甲苯二磺酰肼和N,N一二亚硝基五次甲基四胺中的一种或多种；
所述表面活性剂包括AK8805、AK8801、DC193、L580和L560中的一种或多种；
所述催化剂包括三乙烯二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸钾和辛酸钾中的一种或多种；
所述无机填料包括可膨胀石墨、气相二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝、可膨胀珍珠岩粉末和可膨胀蛭石粉末中的一种或多种。
本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：
1)将双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂和无机填料经过混合后，得到反应主料；
2)将上述步骤得到的反应主料和异氰酸酯再次混合后，置于模具中发泡后，再经初固化和后固化后，得到泡沫胚体；
3)将上述步骤得到的泡沫胚体经过再次固化后，得到异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。
优选的，所述混合和再次混合的方式各自独立的包括高速搅拌；
所述混合的转速为1000～2000r/min；
所述再次混合的转速为1500～2500r/min；
所述初固化的时间为0.5～1小时；
所述后固化的温度为60～100℃；
所述后固化的时间为2～4小时。
优选的，所述再次固化包括三阶段固化过程；
所述三阶段固化过程中的第一阶段固化的温度为150～180℃；
所述三阶段固化过程中的第一阶段固化的时间为1～3小时；
所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的温度为180～200℃；
所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的时间为1～3小时；
所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的温度为200～230℃；
所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的时间为1～2小时。
本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫在复合材料结构芯材方面的应用。
本发明提供了上述技术方案任意一项所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫在复合材料结构芯材方面的应用。
本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫中，包括聚氨酯交联网络结构以及化学交联在聚氨酯交联网络结构上的双马来酰亚胺网络结构。与现有技术相比，本发明采用了聚氨酯的发泡方式，发泡双马来酰亚胺，得到了具有特定结构的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。本发明利用双马来酰亚胺树脂分子中的侧链羟基、酚羟基与异氰酸酯反应，同时利用异氰酸酯制备聚氨酯的发泡方式，异氰酸酯与水反应发泡，形成泡沫胚体后再高温，最后双马来酰亚胺再固化，形成高强度高韧性的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。
本发明提供的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，具有较高的耐温性能和力学性能，与现在市售的PMI结构泡沫相差不大，能够满足复合材料承载的结构芯材的使用要求。而且，本发明提供的制备工艺简单，条件温和，可控性好，更加适于工业化生产推广和应用。
实验结果表明，本发明提供的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，密度在70～80kg/m3之间时，剪切强度1.8～2.0Mpa，拉伸强度1.9～2.2Mpa，压缩强度1.8～1.9Mpa，5％的热失重温度330～350℃，能够与市售PMI泡沫的性能媲美。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或双马来酰亚胺泡沫制备领域常规的纯度要求。
本发明所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。
本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫中，包括聚氨酯交联网络结构以及化学交联在聚氨酯交联网络结构上的双马来酰亚胺网络结构。
在本发明中，所述聚氨酯交联网络结构与双马来酰亚胺网络结构相互交织优选形成整体网络结构。
在本发明中，所述化学交联具体优选为，所述双马来酰亚胺通过侧链的羟基和/或酚羟基与聚氨酯主链上的异氰酸酯基团反应，形成化学交联，更优选为通过侧链的羟基和酚羟基与聚氨酯主链上的异氰酸酯基团反应，形成化学交联。
在本发明中，所述双马来酰亚胺网络结构优选包括双马来酰亚胺树脂再次交联形成的网络结构。
在本发明中，所述泡沫优选由双马来酰亚胺树脂溶液和异氰酸酯经发泡后得到。
在本发明中，所述双马来酰亚胺在泡沫中的质量含量为50％～75％，更优选为55％～70％，更优选为60％～65％。
在本发明中，所述泡沫优选为包括热固性泡沫。
在本发明中，所述泡沫优选为按照异氰酸酯的发泡方式发泡双马来酰亚胺树脂。具体的，所述异氰酸酯的发泡方式，即异氰酸酯的发泡制备聚氨酯泡沫，可以理解为异氰酸酯制备聚氨酯泡沫的发泡方式，或是聚氨酯的发泡方式。
在本发明中，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的密度优选为60～200kg/m3，更优选为90～170kg/m3，更优选为120～140kg/m3。
在本发明中，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的泡孔直径优选为0.3～1mm，更优选为0.4～0.9mm，更优选为0.5～0.8mm，更优选为0.6～0.7mm。
在本发明中，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫优选为高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。
在本发明中，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫优选为用于复合材料芯材的泡沫材料。
本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，按原料质量分数计，包括：
在本发明中，所述双马来酰亚胺树脂的加入量为50～70重量份，优选为54～66重量份，更优选为58～62重量份。
在本发明中，所述二甲基甲酰胺的加入量为5～10重量份，优选为6～9重量份，更优选为7～8重量份。
在本发明中，所述异氰酸酯的加入量为20～30重量份，优选为22～28重量份，更优选为24～26重量份。
在本发明中，所述异氰酸酯的加入量为1～2重量份，优选为1.2～1.8重量份，更优选为1.4～1.6重量份。
在本发明中，所述水的加入量为1～2重量份，优选为1.2～1.8重量份，更优选为1.4～1.6重量份。
在本发明中，所述表面活性剂的加入量为1～3重量份，优选为1.4～2.6重量份，更优选为1.8～2.2重量份。
在本发明中，所述催化剂的加入量为0.3～0.8重量份，优选为0.4～0.7重量份，更优选为0.5～0.6重量份。
在本发明中，所述无机填料的加入量为2～10重量份，优选为3～9重量份，更优选为4～8重量份，更优选为5～7重量份。
在本发明中，所述双马来酰亚胺树脂优选包括未改性的双马来酰亚胺树脂和/或改性的双马来酰亚胺树脂，更优选为未改性的双马来酰亚胺树脂或改性的双马来酰亚胺树脂。
在本发明中，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的原料中不含有一元醇和/或多元醇。所述双马来酰亚胺树脂作为异氰酸酯发泡用的多元醇来源。
在本发明中，所述异氰酸酯优选包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种，更优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
在本发明中，所述引发剂优选包括偶氮二异丁腈、4,4'-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、2，4-二甲苯二磺酰肼和N,N一二亚硝基五次甲基四胺中的一种或多种，更优选为偶氮二异丁腈、4,4'-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、2，4-二甲苯二磺酰肼或N,N一二亚硝基五次甲基四胺。
在本发明中，所述表面活性剂优选包括AK8805、AK8801、DC193、L580和L560中的一种或多种，更优选为AK8805、AK8801、DC193、L580或L560。
在本发明中，所述催化剂包括三乙烯二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸钾和辛酸钾中的一种或多种，更优选为三乙烯二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸钾或辛酸钾。
在本发明中，所述无机填料优选包括可膨胀石墨、气相二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝、可膨胀珍珠岩粉末和可膨胀蛭石粉末中的一种或多种，更优选为可膨胀石墨、气相二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝、可膨胀珍珠岩粉末或可膨胀蛭石粉末。
本发明为完整和细化整体技术方案，更好的保证异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的结构和参数，提高异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫芯材的性能，上述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫芯材具体可以为以下组成：
一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，该泡沫包含以下重量份的原料：双马来酰亚胺树脂50-70％，二甲基甲酰胺5％-10％，引发剂1-2％，水1-2％，表面活性剂1-3％，催化剂0.3-0.8％，无机填料2-10％，异氰酸酯20％-30％。
具体的，所述的双马来酰亚胺树脂为市售通用产品，陕西天策新材料科技有限公司的TR519、TR525、TR577；江苏恒神股份有限公司的BH102、BH201；大连疆宇新材料科技有限公司的改性双马来酰亚胺树脂中的一种或几种。
具体的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、4,4'-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、2，4-二甲苯二磺酰肼、N,N一二亚硝基五次甲基四胺中的一种或者几种。
具体的，所述的表面活性剂为AK8805、AK8801、DC193、L580、L560中的一种或者几种。
具体的，所述的催化剂为三乙烯二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸钾、辛酸钾中的一种或者几种。
具体的，所述的无机填料为可膨胀石墨、气相二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝、可膨胀珍珠岩粉末、可膨胀蛭石粉末中的一种或者几种。
具体的，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者几种。
本发明提供了一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：
1)将双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂和无机填料经过混合后，得到反应主料；
2)将上述步骤得到的反应主料和异氰酸酯再次混合后，置于模具中发泡后，再经初固化和后固化后，得到泡沫胚体；
3)将上述步骤得到的泡沫胚体经过再次固化后，得到异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。
本发明首先将双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂和无机填料经过混合后，得到反应主料。
在本发明中，所述混合和再次混合的方式各自独立的优选包括高速搅拌。
在本发明中，所述混合的转速优选为1000～2000r/min，更优选为1200～1800r/min，更优选为1400～1600r/min。
本发明再将上述步骤得到的反应主料和异氰酸酯再次混合后，置于模具中发泡后，再经初固化和后固化后，得到泡沫胚体。
在本发明中，所述再次混合的转速优选为1500～2500r/min，更优选为1700～2300r/min，更优选为1900～2100r/min。
在本发明中，所述初固化的时间优选为0.5～1小时，更优选为0.6～0.9小时，更优选为0.7～0.8小时。
在本发明中，所述后固化的温度优选为60～100℃，更优选为65～95℃，更优选为70～90℃，更优选为75～85℃。
在本发明中，所述后固化的时间优选为2～4小时，更优选为2.4～3.6小时，更优选为2.8～3.2小时。
本发明最后将上述步骤得到的泡沫胚体经过再次固化后，得到异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。
在本发明中，所述再次固化优选包括三阶段固化过程。
在本发明中，所述三阶段固化过程中的第一阶段固化的温度为150～180℃
在本发明中，所述三阶段固化过程中的第一阶段固化的时间优选为1～3小时，更优选为1.4～2.6小时，更优选为1.8～2.2小时。
在本发明中，所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的温度优选为180～200℃，更优选为184～196℃，更优选为188～192℃。
在本发明中，所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的时间优选为1～3小时，更优选为1.4～2.6小时，更优选为1.8～2.2小时。
在本发明中，所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的温度优选为200～230℃，更优选为205～225℃，更优选为210～220℃。
在本发明中，所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的时间优选为1～2小时，更优选为1.2～1.8小时，更优选为1.4～1.6小时。
本发明为完整和细化整体技术方案，更好的保证异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的结构和参数，提高异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫芯材的性能，上述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫芯材的制备方法具体可以为以下步骤：
一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，该方法包括下面的步骤：
(1)按照质量比例分别称双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂、无机填料、高速搅拌混合均匀得到反应主料A。
(2)反应主料A再与异氰酸酯混合高速搅拌均匀置于模具中，自由发泡，0.5-1小时初步固化后，60-100℃烘箱中后固化2-4小时，得到泡沫胚体。
(3)泡沫胚体再150-180℃固化1-3小时，180-200℃固化1-3小时，200-230℃固化1-2小时获得泡沫体。
本发明提供了上述技术方案中任意一项所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫或上述技术方案中任意一项所述的制备方法所制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫在复合材料结构芯材方面的应用。
本发明上述内容提供了一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用。本发明采用聚氨酯的发泡方式，发泡双马来酰亚胺，得到了具有特定结构的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。本发明利用双马来酰亚胺树脂分子中的侧链羟基、酚羟基与异氰酸酯反应，同时利用异氰酸酯制备聚氨酯的发泡方式，异氰酸酯与水反应发泡，形成泡沫胚体后再高温，最后双马来酰亚胺再固化，形成高强度高韧性的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。
本发明提供的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，具有较高的耐温性能和力学性能，同时与现在市售的PMI结构泡沫相差不大，能够满足复合材料承载的结构芯材的使用要求。而且，本发明提供的制备工艺简单，条件温和，可控性好，更加适于工业化生产推广和应用。
实验结果表明，本发明提供的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，密度在70～80kg/m3之间时，剪切强度1.8～2.0Mpa，拉伸强度1.9～2.2Mpa，压缩强度1.8～1.9Mpa，5％的热失重温度330～350℃，能够与市售PMI泡沫的性能媲美。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
按照双马来酰亚胺树脂TR519重量份60％，二甲基甲酰胺5％，偶氮二异丁腈1％，水重量份1.4％，表面活性剂AK8805重量份2％，三乙烯二胺0.3％，二月桂酸二丁基锡0.3％，膨胀石墨5％，多苯基甲烷多异氰酸酯25％。按照质量双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂、无机填料、高速搅拌混合均匀等到反应主料A。反应主料A再与多苯基甲烷多异氰酸酯混合高速搅拌均匀置于模具中，自由发泡，0.5小时初步固化。初步固化后放到80℃烘箱中后固化2小时，获得泡沫胚体，再将泡沫胚体放入150℃固化1小时，再180℃固化2小时，最后200℃固化1小时获得泡沫体。
对本发明实施例1制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫进行性能检测。
参见表1，表1为本发明实施例制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫和市售某PVC泡沫的性能参数对比。
实施例2
按照双马来酰亚胺树脂TR577重量份65％，二甲基甲酰胺5％，偶氮二甲酰胺1.2％，水重量份1.2％，表面活性剂AK8801重量份3％，二甲基环己胺0.2％，二月桂酸二丁基锡0.4％，膨胀石墨6％，多苯基甲烷多异氰酸酯23％。按照质量双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂、无机填料、高速搅拌混合均匀等到反应主料A。反应主料A再与多苯基甲烷多异氰酸酯混合高速搅拌均匀置于模具中，自由发泡，1小时初步固化。初步固化后放到60℃烘箱中后固化2小时，获得泡沫胚体，再将泡沫胚体放入160℃固化1小时，再185℃固化2小时，最后210℃固化2小时获得泡沫体。
对本发明实施例2制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫进行性能检测。
参见表1，表1为本发明实施例制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫和市售某PVC泡沫的性能参数对比。
实施例3
按照双马来酰亚胺树脂BH201重量份69％，二甲基甲酰胺5％，偶氮二甲酰胺1％，水重量份1％，表面活性剂DC193重量份1.5％，二甲基环己胺0.3％，二月桂酸二丁基锡0.2％，可膨胀蛭石粉末2％，多苯基甲烷多异氰酸酯20％。按照质量双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂、无机填料、高速搅拌混合均匀等到反应主料A。反应主料A再与多苯基甲烷多异氰酸酯混合高速搅拌均匀置于模具中，自由发泡，0.5小时初步固化。初步固化后放到80℃烘箱中后固化2小时，获得泡沫胚体，再将泡沫胚体放入180℃固化2小时，再200℃固化2小时，最后230℃固化2小时获得泡沫体。
对本发明实施例3制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫进行性能检测。
参见表1，表1为本发明实施例制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫和市售某PVC泡沫的性能参数对比。
表1
性能 实施例1 实施例2 实施例3 市售某PMI泡沫
密度 70kg/m3 80kg/m3 100kg/m3 75kg/m3
剪切强度 1.8Mpa 2.0Mpa 2.2Mpa 2.3Mpa
拉伸强度 1.9Mpa 2.2Mpa 2.7Mpa 2.8Mpa
压缩强度 1.8Mpa 1.9Mpa 2.2Mpa 2.1Mpa
百分之5失重 330℃ 350℃ 370℃ 350℃
由表1可以看出本发明所提供的高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，具有较高的耐温性能和力学性能，同时与现在市售的PMI结构泡沫相差不大，能够满足复合材料承载的结构芯材的使用要求。
以上对本发明提供的一种高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫及其制备方法、应用进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫中，包括聚氨酯交联网络结构以及化学交联在聚氨酯交联网络结构上的双马来酰亚胺网络结构；
所述化学交联具体为，所述双马来酰亚胺通过侧链的羟基和/或酚羟基与聚氨酯主链上的异氰酸酯基团反应，形成化学交联；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，按原料质量分数计，包括：
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的原料中不含有一元醇和/或多元醇，所述双马来酰亚胺树脂作为异氰酸酯发泡用的多元醇。
2.根据权利要求1所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，其特征在于，所述聚氨酯交联网络结构与双马来酰亚胺网络结构相互交织形成整体网络结构；
所述双马来酰亚胺网络结构包括双马来酰亚胺树脂再次交联形成的网络结构；
所述泡沫由双马来酰亚胺树脂溶液和异氰酸酯经发泡后得到。
3.根据权利要求1所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，其特征在于，所述双马来酰亚胺在泡沫中的质量含量为50％～75％；
所述泡沫为按照异氰酸酯的发泡方式发泡双马来酰亚胺树脂；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫为用于复合材料结构芯材的结构泡沫。
4.根据权利要求1所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的密度为60～200kg/m3；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的泡孔直径为0.3～1mm。
5.根据权利要求1所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫为高韧性异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫；
所述异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫为用于复合材料芯材的泡沫材料。
6.根据权利要求1所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫，其特征在于，所述双马来酰亚胺树脂包括未改性的双马来酰亚胺树脂和/或改性的双马来酰亚胺树脂；
所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或多种；
所述引发剂包括偶氮二异丁腈、4,4'-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、2，4-二甲苯二磺酰肼和N,N一二亚硝基五次甲基四胺中的一种或多种；
所述表面活性剂包括AK8805、AK8801、DC193、L580和L560中的一种或多种；
所述催化剂包括三乙烯二胺、五甲基二亚乙基三胺、二甲基环己胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、油酸钾和辛酸钾中的一种或多种；
所述无机填料包括可膨胀石墨、气相二氧化硅、碳酸钙、氢氧化铝、可膨胀珍珠岩粉末和可膨胀蛭石粉末中的一种或多种。
7.一种如权利要求1～6任意一项所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将双马来酰亚胺树脂、二甲基甲酰胺、引发剂、表面活性剂、水、催化剂和无机填料经过混合后，得到反应主料；
2)将上述步骤得到的反应主料和异氰酸酯再次混合后，置于模具中发泡后，再经初固化和后固化后，得到泡沫胚体；
3)将上述步骤得到的泡沫胚体经过再次固化后，得到异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合和再次混合的方式各自独立的包括高速搅拌；
所述混合的转速为1000～2000r/min；
所述再次混合的转速为1500～2500r/min；
所述初固化的时间为0.5～1小时；
所述后固化的温度为60～100℃；
所述后固化的时间为2～4小时。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述再次固化包括三阶段固化过程；
所述三阶段固化过程中的第一阶段固化的温度为150～180℃；
所述三阶段固化过程中的第一阶段固化的时间为1～3小时；
所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的温度为180～200℃；
所述三阶段固化过程中的第二阶段固化的时间为1～3小时；
所述三阶段固化过程中的第三阶段固化的温度为200～230℃；
所述三阶段固化过程中的第三阶段固化的时间为1～2小时。
10.权利要求1～6任意一项所述的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫或权利要求7～9任意一项所述的制备方法所制备的异氰酸酯基双马来酰亚胺泡沫在复合材料结构芯材方面的应用。
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