[发明专利]高强度聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂泡沫的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子有机化合物技术领域，涉及一种高强度聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂泡沫的生产方法。

背景技术

酚醛树脂是以酚类和醛类化合物缩聚而制得的树脂的统称，其原料易得，成本低廉，生产工艺和设备简单酚醛泡沫制品具有良好的耐热性、耐寒性、尺寸稳定性、成型加工性、低烟雾性和阻燃性。但现有的酚醛泡沫脆性及力学强度一直没有得到很好的解决。PMI（英文“Polymethacrylimide”的缩写，中文译文为“聚甲基丙烯酰亚胺”。）作为一种新型材料具有百分之百的闭孔结构，而且具有优异的耐热性能、力学性能和压缩蠕变性能，这种材料的强度、模量在各种泡沫中是最高的，亦因此而多用于航空、航天、舰船与列车上。为了提高酚醛泡沫的性能，对其进行改进是必然趋势。而通过引入酰亚胺环化结构对酚醛树脂进行改性从而获得优异力学性能的泡沫在本领域呼声很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有泡沫存在的脆性及力学加工性能低下的缺陷，提供一种高强度聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂泡沫的生产方法，试通过引入PMI即添加聚甲基丙烯酰亚胺环化结构对酚醛树脂进行接枝，以形成共聚物而实现改性，进而实现制备与生产具有优异力学性能的高强度聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂泡沫。

本发明的技术方案是，所提供的高强度聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂泡沫的生产方法，包括采用如下原料和工艺步骤制得高强度聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂泡沫：

(1)、按下述重量比备份原料：

(2)、将步骤（1）所备重量份的甲基丙烯酸、甲基丙烯腈、氧化镁、偶氮二异丁腈、苯甲酸叔丁酯投入反应釜中。升温至70～80℃，保持该温度5h。期间，反应釜中甲基丙烯酸中的碳碳双键与甲基丙烯腈中的碳碳双键发生加成反应，生成聚甲基丙烯酰亚胺即如上述之PMI预聚物，反应式如下：

式中：

为甲基丙烯腈，

为甲基丙烯酸，

为聚甲基丙烯酰亚胺；

(3)、控制反应釜内温度60～70℃，将步骤(1)所备重量份的苯酚、氢氧化钠与水投入上述反应釜中混合搅拌1h，期间，分三次取完步骤(1)所备重量份的多聚甲醛投入所述反应釜中，每次间隔20min。此时反应釜中进行加成反应生成羟甲基酚，加成反应的反应式如下：

式中：

为苯酚，HCHO为甲醛，为羟甲基酚，

(4)、将上述反应釜内温度升至85℃，然后将步骤（2）所得聚甲基丙烯酰亚胺投入反应釜中，该聚甲基丙烯酰亚胺的加入量为步骤（3）所投苯酚重量的5～10%。将反应釜内温度升至95℃进行羟甲基酚缩合聚合反应，反应时间1h，所述羟甲基酚缩合聚合反应的反应式如下：

式中：为羟甲基酚，为苯酚，

为线性结构的酚醛树脂，H₂O为水，

为线性结构的聚甲基丙烯酰亚胺，

为聚甲基丙烯酰亚胺；

（5）、真空脱水50～70份，冷却至室温即得聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂；

（6）、依次按下述重量份100:4～8:4～10:10～15取步骤（4）所得聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂、吐温-80、发泡剂正戊烷，以及由硫酸、苯酚磺酸、対甲苯磺酸、乙二醇、水依次按3:1～2:2～3:1～2:3～5比例均匀搅拌混合而成的可作为固化剂的混合物，均匀混合后注入预设模具内，保持80～100℃温度8～12min脱模即得本发明的高强度聚甲基丙烯酰亚胺改性酚醛树脂泡沫产品成品。