CN115536966B - 一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法 - Google Patents

一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115536966B
CN115536966B CN202211390205.6A CN202211390205A CN115536966B CN 115536966 B CN115536966 B CN 115536966B CN 202211390205 A CN202211390205 A CN 202211390205A CN 115536966 B CN115536966 B CN 115536966B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive
flame
mass
foaming
hours
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211390205.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115536966A (zh
Inventor
陈敬清
艾文英
李壮
朱文帅
罗远
罗旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quanzhou Shuanghong New Materials Technology Co ltd
Original Assignee
Henan Tongsheng New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Tongsheng New Material Technology Co ltd filed Critical Henan Tongsheng New Material Technology Co ltd
Publication of CN115536966A publication Critical patent/CN115536966A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115536966B publication Critical patent/CN115536966B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014Use of organic additives
    • C08J9/0038Use of organic additives containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/142Compounds containing oxygen but no halogen atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/12Organic compounds only containing carbon, hydrogen and oxygen atoms, e.g. ketone or alcohol
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2465/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/02Polyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明公开了一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法。将包含甲基丙烯酸在内的烯类单体、包含发泡剂和引发剂在内的助剂、植酸和导电聚合物单体混合形成均相溶液,所述均相溶液依次进行聚合、热处理和发泡,即得阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料,其具有稳定的导电性能,体积电阻率不随时间和温度的改变发生变化,作为防静电、防雷夹芯材料或者导电轻型材料在电子工业中可得到广泛应用,大幅提高聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料的应用价值和经济效益。

Description

一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PMI泡沫塑料及其制备方法,具体涉及一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料,还涉及其制备方法,属于功能高分子材料技术领域。
背景技术
PMI泡沫塑料是一种具有高力学性能的100%闭孔的硬质泡沫塑料,其孔隙分布均匀和一致。在所有的泡沫塑料中,在相同密度下对比,PMI泡沫是强度和刚度最高的泡沫塑料。其出色的高温下耐蠕变性能以及高温下的尺寸稳定性,被广泛应用的航空航天、高速列车、风电、船舶、医疗器材设备等技术领域。
目前,已有多个专利涉及聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备,如公开号分别为CN104497343A、CN101289565A、CN104610562A、CN105399894A等的专利均涉及聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的生产方法,但这些专利技术都无法解决PMI泡沫塑料的导电性问题。现有聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料导电性的改善主要通过外部添加固体导电剂,其存在固体导电剂与泡沫塑料相容性差,分散性差等问题,专利CN109280306A提出一种聚甲基丙烯酰亚胺复合泡沫导电吸波材料的制备,其主要是通过外部添加吸波剂,如导电炭黑、超导电碳黑,多壁碳纳米管和单壁碳纳米管粉体等也具有导电作用,但是其说明书并未给出其具有导电性的相关数据。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明的第一个目的是在于提供一种力学性能优异,且同时具有良好阻燃性和导电性的聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料,该泡沫塑料具有丰富的含磷阻燃基团,且导电性能稳定,体积电阻率不随时间和温度的改变发生变化,可以作为防静电、防雷夹芯材料或者导电轻型材料在电子工业中可得到广泛应用,大幅提高聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料的应用价值和经济效益。
本发明的第二个目的是在于是在于提供一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,该方法成本低、操作简单,适合规模化生产要求。
为了实现上述技术目的,本发明提供了一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,该方法是将包含甲基丙烯酸在内的烯类单体、包含发泡剂和引发剂在内的助剂、植酸和导电聚合物单体混合形成均相溶液,所述均相溶液依次进行聚合、热处理和发泡,即得。
本发明技术方案通过将导电聚合物单体和植酸引入PMI单体的聚合体系中,能使导电聚合物单体和植酸均匀分散在PMI单体的聚合体系中,通过原位聚合生成的导电聚合物网络均匀穿插在PMI泡沫体系中,解决了现有固体导电剂与泡沫塑料相容性差,而导致分散性差等技术问题。而导电聚合物在本征态下是不具有导电性的,而在植酸作为质子酸的掺杂作用下,在导电聚合物的杂原子上引入质子从而给导电聚合物的大分子链带来了导电所需的载流子,而且植酸具有较大的分子量,可以改善导电聚合物分子间及分子内的空间结构,从而加强分子链上的电子离域,使导电聚合物的电导率大幅度提高,从而通过导电聚合物和植酸之间的协同作用,能够使PMI泡沫的导电性明显增加,解决了泡沫塑料导电性差的技术问题。植酸对几种典型导电聚合物的掺杂作用如下分子结构所示:
同时,对于聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电聚合物本身具有一定阻燃性能,而掺杂的植酸引入了大量的阻燃性含磷基团,在两者的协同作用下,导电PMI泡沫的阻燃性有了明显增加。
作为一个优选的方案,所述导电聚合单体包括苯胺类、吡咯类、噻吩类中至少一种,具体如苯胺、吡咯、噻吩等,也可以是由苯胺、吡咯、噻吩等衍生出来的导电聚合物单体,例如对甲基苯胺等。这些导电聚合单体是常见的用于合成导电聚合物的原料。
作为一个优选的方案,所述导电聚合单体的质量为烯类单体质量的1%~80%。导电聚合单体的质量进一步优选为烯类单体质量的30%~70%,作为一个优选的方案,所述植酸的质量为烯类单体质量的1%~80%,植酸的质量为烯类单体质量的30%~70%。如果导电聚苯胺和植酸的添加量过低而达不到改善PMI泡沫导电性和阻燃性的效果,如果导电聚苯胺和植酸的添加量过高,则导电聚合物易析出。进一步优选的方案,导电聚合单体与植酸的质量比为5:(5~8)。导电聚合单体与植酸的比例控制在适当范围内能够控制PMI泡沫导电性和阻燃性达到最佳水平。
作为一个优选的方案,所述烯类单体包含甲基丙烯腈和/或丙烯腈和/或甲基丙烯酸酯。甲基丙烯腈、丙烯腈及甲基丙烯酸酯是合成聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料比较常见的单体,这些单体可以根据对聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料性能的需要进行选择性添加。作为一个较优选的方案,甲基丙烯腈和丙烯腈的总质量为烯类单体质量的0%~50%。作为一个较优选的方案,甲基丙烯酸酯的质量为烯类单体质量的0%~20%。
作为一个优选的方案,所述烯类单体中甲基丙烯酸的质量百分比含量不低于50%。如果甲基丙烯酸的质量百分比含量低于50%,会导致在聚合反应后期的成环率低,不利于PMI泡沫塑料的力学性能改善。
作为一个优选的方案,所述引发剂的质量为烯类单体质量的0.01%~5%。
作为一个优选的方案,所述发泡剂的质量为烯类单体质量的5%~30%。
作为一个优选的方案,所述引发剂包括过氧乙酸、二异丙苯过氧化氢、萜烷过氧化氢、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、特戊基过氧化氢、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二叔丁腈、偶氮二氢化物、过氧化苯甲酰、过氧化二乙酰、过氧化二苯甲酰、过氧化二辛酰、过氧化氢叔丁基、过氧化二异丙苯中至少一种。
作为一个优选的方案,所述发泡剂包括N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、乙酰胺、丙三醇、乙二醇、2-丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊烷、己烷、异己烷、辛烷、异辛烷中至少一种。
作为一个优选的方案,所述聚合的条件为:在25℃~60℃温度下,聚合反应60~120小时。进一步优选,先在30℃~40℃温度下,聚合反应60~80小时,再在50℃~60℃温度下,聚合反应30~40小时
作为一个优选的方案,所述热处理的条件为:在90℃~150℃温度下,热处理1~7小时。进一步优选,先在90℃~100℃温度下,热处理1~3小时,再在110℃~120℃温度下,热处理1~3小时,再在130℃~140℃温度下,热处理1~2小时。
作为一个优选的方案,所述发泡的条件为:在180℃~250℃下,发泡2~5小时。
本发明还提供了一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料,其由所述制备方法得到。本发明的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料在保持较好力学性能的情况下,具有良好的导电及阻燃性能。
本发明的阻燃型导电PMI泡沫塑料通过以下方法制备得到,具体步骤如下:
1)配料:在氮气保护下,将甲基丙烯酸等烯类单体、发泡剂以及引发剂搅拌混合后,加入导电聚合物单体及植酸,搅拌形成均相溶液,按照可聚合单体总重量100%计,所述甲基丙烯酸的用量为烯类单体总质量的50%~100%,可以选择性加入甲基丙烯腈和/或丙烯腈单体和/或甲基丙烯酸酯单体,其中,甲基丙烯腈和/或丙烯腈单体的质量为烯类单体总质量的0%~50%,甲基丙烯酸酯单体质量为烯类单体总质量的0%~20%;所述引发剂质量为烯类单体总质量的0.01%~5%,所述发泡剂质量为烯类单体总质量的5%~30%,所述导电聚合物单体添加质量为可聚合单体总量的1%~80%(优选为30%~70%),所述植酸质量为可聚合单体总质量的1%~80%(优选为30%~70%);
2)聚合:将步骤1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在25℃~60℃温度下聚合反应60~100小时,形成预聚板;
3)热处理:将预聚板置于烘箱中100℃~150℃热处理1~7小时;
4)发泡:将步骤3)热处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃~250℃下,发泡2~5小时,发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
相对现有技术,本发明技术方案带来的有益效果在于:
本发明技术方案利用原位聚合方法来实现植酸对导电聚合物的掺杂以及植酸掺杂的导电聚合物与聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料的原位复合,使得植酸掺杂的导电聚合物网络均匀穿插在PMI泡沫体系中形成良好的导电网络,解决了现有固体导电剂与泡沫塑料相容性差,分散性差等问题。
本发明技术方案利用植酸来掺杂导电聚合物,利用植酸作为质子酸掺杂在导电聚合物的杂原子上,从而给导电聚合物的大分子链带来了导电所需的载流子,而且植酸具有较大的分子量,可以改善导电聚合物分子间及分子内的空间结构,从而加强分子链上的电子离域,使导电聚合物的电导率大幅度提高,从而通过导电聚合物和植酸之间的协同作用,能够使PMI泡沫的导电性明显增加,解决了泡沫塑料导电性差的技术问题。
本发明技术方案利用导电聚合物与植酸的协同作用,赋予了PMI泡沫良好的阻燃性。
本发明技术方案提供的PMI泡沫塑料可以采用本体聚合,导电单体原位聚合的方法得到,操作制备过程简单,成本低,适宜工业化生产。
本发明的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料在保持较好力学性能的情况下,具有良好的导电及阻燃性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明内容进行具体描述,本实施例只用于对本发明内容作进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改变和调整均属于本发明的保护范围。
实施例1
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g吡咯类似物、160g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时。
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
实施例2
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g吡咯类似物、140g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
实施例3
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g吡咯类似物、120g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
实施例4
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g吡咯类似物、100g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
实施例5
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g吡咯类似物、80g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
实施例6
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、80g吡咯类似物、100g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
实施例7
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g3,4-乙基二氧噻吩类似物、140g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
实施例8
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g苯胺、140g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
对比例1
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
对比例2
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、100g吡咯类似物混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
对比例3
(1)配料:由100g甲基丙烯酸、20g甲基丙烯酸甲酯、80g甲基丙烯腈、1g叔丁基过氧化氢、0.5g过氧化苯甲酰、10gN,N-二甲基甲酰胺、10g正丁醇、160g植酸混合均匀后,氮气氛下搅拌至形成均相溶液;
(2)聚合:将步骤(1)得到的混合液分装于玻璃模具中,而后将模具置于水浴中在35℃温度下聚合反应72小时,升温至55℃温度下聚合反应36小时,形成预聚板;
(3)预处理:将预聚板置于烘箱中90℃热处理2小时,110℃处理2小时,130℃处理1小时
(4)发泡:将步骤(3)预处理得到的预聚板放置于发泡炉中180℃下,发泡2小时。发泡完成后,取出发泡板冷却定型,得到阻燃的导电聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫塑料。
二、力学性能测试
将实施例制备得到的PMI泡沫塑料分别进行力学性能测试,结果如表1所示,结果表明:与常规PMI泡沫的力学性能相比,引入导电聚合物及植酸后,对PMI泡沫的力学性能几乎无影响。
表1
三、阻燃性能测试:
表2
从表2可以看出植酸的加入,明显提高了PMI泡沫的阻燃特性,当植酸添加量下降时,氧指数有所下降,垂直燃烧性能下降。当只有植酸而无导电聚合物协同配合时,阻燃效果只能达到V1级。
四、导电性能测试:
为考察本发明制备的PMI泡沫塑料的电学性能,将制备的泡沫塑料按下述标准测试其电学性能:
体积电阻率:将样品加工成100mm×10mm×5mm的样条,按ASTMD-991进行测试。测试结果见表3。
表3
项目 体积电阻率(Ω·cm)
实施例1 6.3×104
实施例2 8.9×104
实施例3 1.3×105
实施例4 7.4×104
实施例5 9.5×104
实施例6 9.5×105
实施例7 2.5×104
实施例8 1.3×106
对比例1 5.3×1015
对比例2 4.9×1015
对比例3 5.5×1015
表4导电均匀性测试
/>
/>
结果表明相比于常规的产品,通过本体聚合形成均匀的导电聚合物网络,具有良好的导电性能,且产品的导电均匀性良好。通过实施例表明导电单体量低时,导电性能相应的降低。

Claims (8)

1.一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,其特征在于:将包含甲基丙烯酸在内的烯类单体、包含发泡剂和引发剂在内的助剂、植酸和导电聚合单体混合形成均相溶液,所述均相溶液依次进行聚合、热处理和发泡,即得;
所述导电聚合单体的质量为烯类单体质量的30%~70%;
所述植酸的质量为烯类单体质量的30%~70%。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,其特征在于:所述导电聚合单体包括苯胺类、吡咯类、噻吩类中至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,其特征在于:所述烯类单体包含甲基丙烯腈和/或丙烯腈和/或甲基丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,其特征在于:
甲基丙烯腈和丙烯腈的总质量为烯类单体质量的0%~50%;
甲基丙烯酸酯的质量为烯类单体质量的0%~20%。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,其特征在于:所述烯类单体中甲基丙烯酸的质量百分比含量不低于50%。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,其特征在于:
所述引发剂的质量为烯类单体质量的0.01%~5%;
所述发泡剂的质量为烯类单体质量的5%~30%;
所述引发剂包括过氧乙酸、二异丙苯过氧化氢、萜烷过氧化氢、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、特戊基过氧化氢、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二叔丁腈、偶氮二氢化物、过氧化苯甲酰、过氧化二乙酰、过氧化二苯甲酰、过氧化二辛酰、过氧化氢叔丁基、过氧化二异丙苯中至少一种;
所述发泡剂包括N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、乙酰胺、丙三醇、乙二醇、2-丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊烷、己烷、异己烷、辛烷、异辛烷中至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法,其特征在于:
所述聚合的条件为:在25℃~60℃温度下,聚合反应60~120小时;
所述热处理的条件为:在90℃~150℃温度下,热处理1~7小时;
所述发泡的条件为:在180℃~250℃下,发泡2~5小时。
8.一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料,其特征在于:由权利要求1~7任一项所述制备方法得到。
CN202211390205.6A 2022-11-04 2022-11-08 一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法 Active CN115536966B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211376843 2022-11-04
CN2022113768432 2022-11-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115536966A CN115536966A (zh) 2022-12-30
CN115536966B true CN115536966B (zh) 2023-08-22

Family

ID=84720378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211390205.6A Active CN115536966B (zh) 2022-11-04 2022-11-08 一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115536966B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105625038A (zh) * 2016-03-28 2016-06-01 西南大学 阳离子聚丙烯酰胺层层组装植酸制备功能棉织物的方法
CN106749837A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 浩博(福建)新材料科技有限公司 一种导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法
WO2019085940A1 (zh) * 2017-10-31 2019-05-09 浙江中科恒泰新材料科技有限公司 一步投料凝胶法制备聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫的方法
CN114507360A (zh) * 2021-12-13 2022-05-17 五邑大学 一种双网络水凝胶及其制备方法与应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105625038A (zh) * 2016-03-28 2016-06-01 西南大学 阳离子聚丙烯酰胺层层组装植酸制备功能棉织物的方法
CN106749837A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 浩博(福建)新材料科技有限公司 一种导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法
WO2019085940A1 (zh) * 2017-10-31 2019-05-09 浙江中科恒泰新材料科技有限公司 一步投料凝胶法制备聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫的方法
CN114507360A (zh) * 2021-12-13 2022-05-17 五邑大学 一种双网络水凝胶及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN115536966A (zh) 2022-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3241864B1 (en) Flame retardant, composite flame retardant, flame retardant antistatic composition and flame resistant method
CN102888054A (zh) 一种防静电聚丙烯发泡材料及制备方法
CN114773756B (zh) 一种热机械稳定超分子弹性体材料及其制备方法
CN108822452B (zh) 一种聚四氟乙烯导电膜及其制备方法
CN111944240A (zh) 一种聚丙烯复合材料及其制备方法
CN115536966B (zh) 一种阻燃型导电聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
FI86880B (fi) Elledande plastkomposit, dess anvaendning och framstaellning.
CN111363085B (zh) 一种耐高温单甲基聚甲基丙烯酰亚胺结构泡沫及其制备方法
CN102633928B (zh) 一种制备交联型聚苯乙烯的方法
CN112852056A (zh) 一种用于发泡的聚丙烯母粒及其制备方法与应用
CN112778680A (zh) 一种超耐磨损导电性塑料材料及其制造方法
CN109096661B (zh) 一种聚四氟乙烯防静电膜及其制备方法
CN115947897A (zh) 一种长支链高熔体强度聚丙烯及其制备方法
CN109762328B (zh) 一种聚吡咯原位插层石墨抗静电塑料及其制备方法
CN108822489B (zh) 一种peek导电材料及其制备方法
CN113292810A (zh) 6-220 kV高压电缆用非交联改性聚丙烯基石墨烯复合半导电屏蔽料及其制备方法
CN112662090A (zh) 一种改性硬质聚氯乙烯泡沫及其制备方法
CN114409950A (zh) 一种高导电性的石墨烯改性聚苯乙烯泡沫板及制法
KR20230080779A (ko) 그래핀을 이용한 전도성이 향상된 폴리이미드 분말 및 제조방법
CN107353473B (zh) 一种小分子化合物充填高压交联聚乙烯电缆料及其制备方法
KR101329796B1 (ko) 폴리아크릴로나이트릴계 전기 전도성 복합재료용 조성물, 상기 복합재료의 제조 방법 및 그에 따른 복합재료
CN111100371A (zh) 一种电力电缆用均聚聚丙烯材料及制备方法
CN110698715B (zh) 一种辐射交联聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法
CN109851960B (zh) 一种白石墨烯复合ptfe材料及其制备方法
CN116082556B (zh) 一种聚偏二氟乙烯的改性方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240409

Address after: 362000 Yuejin 106, Puding Village, Fengzhou Town, Nan'an City, Quanzhou City, Fujian Province

Patentee after: Quanzhou Shuanghong New Materials Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: No. 1, Logistics Road, West District, Advanced Manufacturing Development Zone, Tongbai County, Nanyang City, Henan Province, 473000

Patentee before: Henan Tongsheng New Material Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China