CN115181422B - 一种基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂的制备方法。用破碎机将聚酰亚胺发泡材料(PIF)用破碎成粒径2mm以下的小块，再将PIF颗粒和隔离剂放入行星球磨机中磨成50～100目的PIF粉体。将PIF粉体、氢氧化铝、氢氧化镁、偶联剂、白碳黑在喷雾干燥机中混合干燥，制备成PIF阻燃剂。测试表明，本发明的产品可明显减少在通用橡胶和聚丙烯添加量，其用量为传统阻燃剂用量的30％～50％。同时，本发明阻燃剂还具有一定减重和补强效果，可在保证阻燃效果的同时大幅降低材料的密度，也可以提高橡胶和塑料制品的物理机械性能和耐热等级，其中密度降低5％～10％，拉伸强度提高10％～30％,耐热温度可提高5～10℃。

Description

一种基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种基于聚酰亚胺发泡材料高效轻质阻燃剂的制备方法，属于高分子材料配方改性技术领域，具体涉及一种基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂的制备方法及其在通用橡胶/塑料中的应用。
背景技术
轻质、高效一直是阻燃剂行业的发展趋势，更多的客户需要阻燃性能优异的高分子制品，并且在发生燃烧时，不产生有毒有害气体，不会对人体和环境产生二次污染。高分子制品生产厂家为了增加产品的阻燃性能，需要在设计配方中加入大量的无机阻燃剂，该类阻燃剂的大量使用，一方面会大幅度降低高分子材料的力学性能，另一方面也给高填充的高分子材料的制备工艺和生产效率带来诸多困难，同时制品生产厂家在材料的成型过程中亦存在诸多不便。本发明发现：将具有轻质、阻燃性能的聚酰亚胺泡沫磨碎，在喷雾干燥机中，将无卤阻燃剂，偶联剂，白碳黑按一定比例依次加入，在一定温度区间喷出干燥至恒重，得到高效、轻质阻燃剂。将该阻燃剂用于制备通用橡胶和聚丙烯制品可大幅降低阻燃剂的用量，并且密度也有一定降低，同时该阻燃剂还具备部分的补强效果，该方法未见之于专利报道。
发明内容
为了解决已有技术存在的问题，本发明提供了一种基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂的制备方法。
一种基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂的制备方法，其步骤和条件如下：
在本发明中用破碎机将聚酰亚胺发泡材料(PIF)用破碎成粒径2mm以下的小块得到PIF颗粒，再将PIF颗粒和隔离剂放入行星球磨机中磨成50～100目的PIF粉体，最后将PIF粉体、氢氧化铝、氢氧化镁、偶联剂、白碳黑在喷雾干燥机中混合干燥，制备成PIF阻燃剂。本发明的阻燃剂可明显减少在通用橡胶和聚丙烯添加量，具有高效轻质的性能特征。
本发明所采用的PIF为聚酰亚胺泡沫结构材料，为聚酰亚胺的交联多孔状结构。
具体的制备步骤为：
(a)将聚酰亚胺发泡材料(PIF)用破碎机破碎，制成粒径2mm以下的PIF颗粒；按照PIF颗粒：隔离剂质量比为100：1～5，将PIF颗粒和隔离剂投入到行星球磨机中，混合初始温度25～35℃，公转:100-200转/分，自转：200～400转/分，混合5～10分钟后，经5～10层筛网筛选，得到50～100目的PIF粉体；
(b)在喷雾干燥机中，将PIF粉体，氢氧化铝，氢氧化镁，偶联剂，白碳黑按质量比100：10～50：10～50：1～5：1～50依次加入混合搅拌，喷雾干燥至恒重，喷雾干燥机温度150～250℃，喷雾速度20～80ml/min，得到PIF阻燃剂。
喷雾干燥机在喷雾的过程中即可实现PIF阻燃剂的干燥。
所述基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂的性能测试可以按照以下方法进行：
在密闭式炼胶机中，将通用橡胶：PIF阻燃剂：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD按质量比为100：10～80：1～3：3～5：0.5～2：1～3：30～50：0.5～2依次加入进行混炼，混炼时，密闭式炼胶机温度50～100℃，转速20～120转/分，混炼5～10分钟后，打开上顶栓，排胶得到混炼胶；将混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度150～180℃，压力5～15MPa，硫化时间10～30min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能；
或者，在双螺杆挤出机中，将聚丙烯：PIF阻燃剂：抗氧剂1010的质量比为100：10～80：0.5～2依次加入混合进行熔融挤出造粒操作；机头出口温度190～200℃，挤出造粒干燥得到聚丙烯颗粒，将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度180～200℃，压力5～15MPa，成型时间5～10min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能。
本发明破碎PIF的破碎机不限定破碎机型号和条件参数，只要能够将PIF破碎为2mm以下的颗粒即可；
本发明所采用的隔离剂包括氧化钙、碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠，山梨酸聚氧乙烯，吐温-60的一种或多种；
本发明所采用的氢氧化镁、氢氧化铝、硬脂酸、氧化锌、硫化促进剂CZ、硫磺、炭黑N330、防老剂RD、抗氧剂1010均为市售品，具体厂家和参数见表1。
表1.助剂信息表
Figure BDA0003004776590000021
Figure BDA0003004776590000031
本发明所采用的通用橡胶包括天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶的一种或多种，具体指标参数见表2。
表2.橡胶原料信息表
Figure BDA0003004776590000032
本发明所采用的聚丙烯为通用聚丙烯，牌号T30S，熔融指数MFI：2.5～3.5。
本发明所采用的偶联剂为乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷(A172)，乙烯基三氯硅烷(A150)，γ-氨丙基三乙氧基硅烷(A-1100)，乙烯基三乙氧基硅烷(A151)，甲基巯基丙基二甲氧基硅烷，双[(3-三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si-69)的一种或多种，优选乙烯基三乙氧基硅烷(A151)和双[(3-三乙氧基硅基)丙基]四硫化物(Si-69)。
本发明所采用的白碳黑为法国罗蒂亚产品，牌号Si-175。
有益效果：
本发明具有以下有益效果：
(a)可明显减少通用橡胶和聚丙烯中阻燃剂的用量，其用量为传统阻燃剂用量的30％～50％，具有高效轻质的性能，提高了高分子制品的制备工艺性能，见表3。
(b)本发明阻燃剂有一定补强效果，可代替填料用于高分子制品的制备，可以降低制品的密度并提高电缆料的物理机械性能和耐温等级，其中密度降低5％～10％，拉伸强度提高10％～30％,耐热温度可提高5～10℃，见表4。
具体实施方式
本发明实施例中用到的设备，设备的厂家及型号如下，本领域技术人员可以根据需求选择适合的设备，设备的选择不同不影响本发明的发明构思。
喷雾干燥机：常州鼎卓干燥设备有限公司，LPG-100；
行星球磨机：长沙天创粉末技术设备有限公司，XQM-6；
密炼机：南京创博机械设备有限公司，ML-4.5L；
双螺杆挤出机：南京创博机械设备有限公司，TSH-25；
平板硫化机：南京创博机械设备有限公司，YC-37；
材料试验机：吉林祎胜科技有限公司，GDWDW-10KN；
氧指数测定仪：东莞博莱德仪器设备有限公司，BLD-100；
密度天平：大连华立方科技有限公司，EJ-300。
实施例1：
制备基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂，其步骤和条件如下：
(a)将聚酰亚胺发泡材料(PIF)用破碎机破碎，制成粒径1mm以下的小块的PIF颗粒。按照PIF颗粒：氧化钙质量比为100：1，将PIF颗粒和隔离剂投入到行星球磨机中，混合初始温度25℃，公转:100转/分，自转：200转/分，混合5分钟后，经5层筛网筛选，得到50目以上的PIF粉体；
(b)在喷雾干燥机中，将PIF粉体、氢氧化铝、氢氧化镁、偶联剂A151、白碳黑按质量比100：10：10：1：1依次加入，经混合搅拌后喷雾干燥，得到PIF阻燃剂。喷雾干燥机温度150℃，喷雾速度20ml/min。
对得到的PIF阻燃剂进行性能测试：
在密闭式炼胶机中，将天然橡胶：PIF阻燃剂：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：10：2：5：0.7：2.25：35：1依次加入进行混炼。密炼机温度70℃，转速20转/分，混炼5分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度150℃，压力5MPa，硫化时间10min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
或者，在双螺杆挤出机中，将聚丙烯：PIF阻燃剂：抗氧剂1010的质量比为100：10：0.5依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度190℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度180℃，压力5MPa，成型时间5min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
实施例2：
制备基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂，其步骤和条件如下：
(a)将聚酰亚胺发泡材料(PIF)用破碎机破碎，制成粒径1.5mm以下的小块。按照PIF颗粒：十二烷基苯磺酸钠质量比为100：3，将PIF颗粒和隔离剂投入到行星球磨机中，混合初始温度30℃，公转:150转/分，自转：300转/分，混合8分钟后，经7层筛网筛选，得到80目以上的PIF粉体；
(b)在喷雾干燥机中，将PIF粉体，氢氧化铝，氢氧化镁，偶联剂Si-69，白碳黑按质量比100：30：30：2：20依次加入，经混合搅拌后喷雾干燥，得到PIF阻燃剂。喷雾干燥机温度180℃，喷雾速度50ml/min。
对得到的PIF阻燃剂进行性能测试：
在密闭式炼胶机中，将乙丙橡胶：PIF阻燃剂：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：20：1：3：1：1.5：40：1依次加入进行混炼。密炼机温度80℃，转速60转/分，混炼8分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度170℃，压力10MPa，硫化时间20min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
或者，在双螺杆挤出机中，将聚丙烯：PIF阻燃剂：抗氧剂1010的质量比为100：20：1依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度195℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度190℃，压力10MPa，成型时间8min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
实施例3：
制备基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂，其步骤和条件如下：
(a)将聚酰亚胺发泡材料(PIF)用破碎机破碎，制成粒径2mm以下的小块。按照PIF颗粒：山梨酸聚氧乙烯质量比为100：5，将PIF颗粒和山梨酸聚氧乙烯投入到行星球磨机中，混合初始温度35℃，公转:200转/分，自转：400转/分，混合10分钟后，经10层筛网筛选，得到100目以上的PIF粉体；
(b)在喷雾干燥机中，将PIF粉体，氢氧化铝，氢氧化镁，偶联剂A172，白碳黑按质量比100：50：50：5：50依次加入，经混合搅拌后喷雾干燥，得到PIF阻燃剂。喷雾干燥机温度250℃，喷雾速度80ml/min。
对得到的PIF阻燃剂进行性能测试：
在密闭式炼胶机中，将顺丁橡胶：PIF阻燃剂：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：80：2：3：0.9：1.5：50：2依次加入进行混炼。密炼机温度50℃，转速120转/分，混炼10分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度180℃，压力15MPa，硫化时间30min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
或者，在双螺杆挤出机中，将聚丙烯：PIF阻燃剂：抗氧剂1010的质量比为100：80：2依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度200℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度200℃，压力15MPa，成型时间10min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
实施例4：
(a)步骤隔离剂采用碳酸钙，(b)步骤偶联剂用A150，其它步骤与实施例2相同。
性能测试步骤将丁苯橡胶：PIF阻燃剂：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：15：1：3：0.9：1.75：50：1依次加入进行混炼。密炼机温度80℃，转速40转/分，混炼8分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度150℃，压力10MPa，硫化时间20min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
或者，将聚丙烯：PIF阻燃剂：抗氧剂1010的质量比为100：15：2依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度190℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度195℃，压力10MPa，成型时间5min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
实施例5：
(a)步骤隔离剂采用吐温-60，(b)步骤偶联剂用A-1100，其它步骤与实施例2相同，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3、表4。
对比例1：
(a)在密闭式炼胶机中，将天然橡胶：氢氧化镁：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：10：2：5：0.7：2.25：35：1依次加入进行混炼。密炼机温度70℃，转速20转/分，混炼5分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度150℃，压力5MPa，硫化时间10min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
(b)在双螺杆挤出机中，将聚丙烯：氢氧化镁：抗氧剂1010的质量比为100：10：0.5依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度190℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度180℃，压力5MPa，成型时间5min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
对比例2：
(a)在密闭式炼胶机中，将乙丙橡胶：氢氧化铝：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：20：1：3：1：1.5：40：1依次加入进行混炼。密炼机温度80℃，转速60转/分，混炼8分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度170℃，压力10MPa，硫化时间20min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
(b)在双螺杆挤出机中，将聚丙烯：氢氧化铝：抗氧剂1010的质量比为100：20：1依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度195℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度190℃，压力10MPa，成型时间8min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
对比例3：
(a)在密闭式炼胶机中，将顺丁橡胶：氢氧化镁：氢氧化铝：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：40：40：2：3：0.9：1.5：50：2依次加入进行混炼。密炼机温度50℃，转速120转/分，混炼10分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度180℃，压力15MPa，硫化时间30min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
(b)在双螺杆挤出机中，将聚丙烯：氢氧化镁：氢氧化铝：抗氧剂1010的质量比为100：40：40：2依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度200℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度200℃，压力15MPa，成型时间10min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
对比例4：
(a)将聚酰亚胺发泡材料(PIF)用破碎机破碎，制成粒径1.5mm以下的小块。按照PIF颗粒：十二烷基苯磺酸钠质量比为100：3，将PIF颗粒和隔离剂投入到行星球磨机中，混合初始温度30℃，公转:150转/分，自转：300转/分，混合8分钟后，经7层筛网筛选，得到80目以上的PIF粉体。
(b)步骤将丁苯橡胶：PIF粉体：硬脂酸：氧化锌：硫化促进剂CZ：硫磺：炭黑N330：防老剂RD的质量比为100：15：1：3：0.9：1.75：50：1依次加入进行混炼。密炼机温度80℃，转速40转/分，混炼8分钟后，打开上顶栓，排胶。混炼胶在硫化机上硫化，硫化机温度150℃，压力10MPa，硫化时间20min，待硫化反应完成后，出片，测试其阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表3。
(c)步骤将聚丙烯：PIF粉体：抗氧剂1010的质量比为100：15：2依次加入混合进行熔融挤出造粒操作。机头出口温度190℃，挤出造粒干燥。将聚丙烯颗粒在硫化机上成型，硫化机温度195℃，压力10MPa，成型时间5min，测试试片阻燃性能、耐热等级及物理机械性能，详见表4。
表3.PIF阻燃剂的阻燃性能、耐热等级及物理机械性能(通用橡胶)
Figure BDA0003004776590000081
Figure BDA0003004776590000091
*氧指数按照国家标准“GB T 10707-2008橡胶燃烧性能的测定”测试。
*耐温等级按照“GB/T 20028-2005应用阿累尼乌斯图推算高分子材料贮存寿命和最高使用温度”测定。
*拉伸强度和扯断伸长率按照“GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定”测试。
*密度标准“533-1991硫化橡胶密度的测定”测试。
表4.PIF阻燃剂的阻燃性能、耐热等级及物理机械性能(聚丙烯)
Figure BDA0003004776590000092
*氧指数按国家标准“GB/T 2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分室温试验”测定。
*耐热等级按照标准“GB-T 7142-2002塑料长期热暴露后时间-温度极限的测定”测试。
*拉伸强度按照标准“GB/T 1040.2-2006塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条”测定
*密度按照按照标准“GB/T 1033-1986塑料密度和相对密度试验方法”测定。
从表3、表4数据可知，加入本发明制备的阻燃剂加入20份(实施例2)就具有普通阻燃剂80份(氢氧化铝40、氢氧化镁40对比例3)的使用效果，说明本发明的阻燃剂使用量少，效能高。同时，本发明阻燃剂密度降低5～10％，具有轻质的功能。另外，本发明阻燃剂拉伸强度提高10％～30％,耐热温度可提高5～10℃，表明本发明阻燃剂还具备补强、增加耐热等级的作用。

Claims (6)

1.一种基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法按照以下步骤进行：
（a）将聚酰亚胺发泡材料PIF用破碎机破碎，制成粒径2mm以下的PIF颗粒；按照PIF颗粒：隔离剂质量比为100：1~5，将PIF颗粒和隔离剂投入到行星球磨机中，混合初始温度25~35℃，公转:100-200转/分，自转：200~400转/分，混合5~10分钟后，经5~10层筛网筛选，得到50~100目的PIF粉体；
（b）在喷雾干燥机中，将PIF粉体，氢氧化铝，氢氧化镁，偶联剂，白碳黑按质量比100：10~50：10~50：1~5：1~50依次加入，经混合搅拌后喷雾干燥，得到PIF阻燃剂，喷雾干燥机温度150~250℃，喷雾速度20~80ml/min；所述的隔离剂包括氧化钙、碳酸钙、十二烷基苯磺酸钠，吐温-60的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的偶联剂为乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷（A172），乙烯基三氯硅烷（A150），γ-氨丙基三乙氧基硅烷（A-1100），乙烯基三乙氧基硅烷（A151），甲基巯基丙基二甲氧基硅烷，双[（3-三乙氧基硅基）丙基]四硫化物（Si-69）的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷（A151）和双[（3-三乙氧基硅基）丙基]四硫化物（Si-69）。
4.一种权利要求1-3任一制备方法制备得到的基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂。
5.一种权利要求4所述的基于聚酰亚胺发泡材料阻燃剂作为阻燃剂的应用。
6.按照权利要求5所述的应用，其特征在于，所述阻燃剂在橡胶或塑料制品中的应用。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992481A (en) * 1988-03-12 1991-02-12 Bayer Aktiengesellschaft Fire retardant elements
EP0830973A2 (de) * 1996-09-20 1998-03-25 C.A. Greiner & Söhne Gesellschaft M.B.H. Sitzpolsterteil, wie Tragelement und/oder Aufsatzelement
CN101003646A (zh) * 2006-12-25 2007-07-25 刘津平 可发泡生物材料及生物泡沫制品的生产方法
CN103755956A (zh) * 2013-12-06 2014-04-30 河北联合大学 一种绿色阻燃性硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的制备方法
CN104845011A (zh) * 2015-05-07 2015-08-19 陈龙飞 一种eva发泡组合物及用其制备发泡材料的方法
CN109112896A (zh) * 2018-10-16 2019-01-01 求秋平 一种改善阻燃性和适印性的合成壁纸基纸及制备方法
CN109553905A (zh) * 2018-11-24 2019-04-02 浙江中科恒泰新材料科技有限公司 一种增强的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫复合材料的制备方法
CN109971032A (zh) * 2019-04-09 2019-07-05 濮阳绿宇新材料科技股份有限公司 一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫及其制备方法和应用
CN110272259A (zh) * 2019-06-30 2019-09-24 李秋惠 一种建筑墙体保温材料

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992481A (en) * 1988-03-12 1991-02-12 Bayer Aktiengesellschaft Fire retardant elements
EP0830973A2 (de) * 1996-09-20 1998-03-25 C.A. Greiner & Söhne Gesellschaft M.B.H. Sitzpolsterteil, wie Tragelement und/oder Aufsatzelement
CN101003646A (zh) * 2006-12-25 2007-07-25 刘津平 可发泡生物材料及生物泡沫制品的生产方法
CN103755956A (zh) * 2013-12-06 2014-04-30 河北联合大学 一种绿色阻燃性硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的制备方法
CN104845011A (zh) * 2015-05-07 2015-08-19 陈龙飞 一种eva发泡组合物及用其制备发泡材料的方法
CN109112896A (zh) * 2018-10-16 2019-01-01 求秋平 一种改善阻燃性和适印性的合成壁纸基纸及制备方法
CN109553905A (zh) * 2018-11-24 2019-04-02 浙江中科恒泰新材料科技有限公司 一种增强的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫复合材料的制备方法
CN109971032A (zh) * 2019-04-09 2019-07-05 濮阳绿宇新材料科技股份有限公司 一种高阻燃性、疏水疏油三聚氰胺泡沫及其制备方法和应用
CN110272259A (zh) * 2019-06-30 2019-09-24 李秋惠 一种建筑墙体保温材料

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