[发明专利]一种导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法

说明书

本发明公开一种导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，在配料阶段将导热填料均匀的分散到(甲基)丙烯酸类单体、(甲基)丙烯腈类单体、发泡剂以及引发剂搅拌混合均匀形成的混合液体中，依次经过聚合反应、预处理及发泡步骤，制备得到导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料。本发明制备得到的导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料不仅具有良好的导热性能，还具有优良的力学性能，可被广泛应用于换热器、导热管以及冷却器等结构性器件中。

技术领域

本发明涉及一种泡沫材料的制备方法，具体涉及的是一种导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料是一种具有高力学性能的新型泡沫塑料，被广泛应用到航空、航天、舰艇、高速列车、风力发电等技术领域。其突出的耐热性能和高温下优异的抗蠕变性能和耐疲劳性能等，使其能被广泛的应用于复合材料结构件的制造等。聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料虽然具有良好的力学性能等优点，但还存在着一些缺陷如导电、导热性能差等，从而限制了聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料在某些特定领域的应用。

导热材料广泛的应用于换热工程、采暖工程等领域。长期以来，普遍选择金属材料作为导热材料使用，但金属材料的耐腐蚀性能差，限制了其应用范围。近年来，高分子材料作为导热基材成为研究重点，导热高分子材料具有加工成型方便、散热均匀、产品涉及自由度高等优点，但目前普遍采用的如以高密度聚乙烯(HDPE)、聚苯乙烯(PS)等为基材的导热高分子材料，由于其力学性能差、耐高温性能差等原因，也限制其在某些特定领域的应用。

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，如专利号分别为CN201410775265.9、CN200810031468.1、CN201510081558.1、CN201510897014.2的专利申请都涉及一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的生产方法，但以上方法生产的泡沫材料均不具备导热性能。

随着航空航天、铁路机车、舰艇、风力发电等领域的不断发展，制备具有高力学性能、导热性能良好的高分子材料势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高力学性能和良好导热性能的导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料：将(甲基)丙烯酸类单体、(甲基)丙烯腈类单体、发泡剂以及引发剂搅拌混合均匀形成混合液体，将导热填料均匀地分散到所述混合液体中得到悬浮混合液，按(甲基)丙烯酸类单体及(甲基)丙烯腈类单体的单体总质量100％计，其中所述(甲基)丙烯酸类单体的用量占单体重量的40％～60％，所述(甲基)丙烯腈类单体的用量占单体总量的40％～60％，所述引发剂为单体总量的0.01～0.5％，所述发泡剂为单体总量的5％～30％，所述导热填料为单体总量的1％～20％；

(2)聚合：将步骤(1)得到的悬浮混合液分装于模具内，而后将模具置于水槽中进行本体聚合反应，控制聚合温度在25℃～60℃之间，60～192小时后拆模得到导热(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯腈共聚物板材；

(3)预处理：将步骤(2)得到的导热(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯腈共聚物板材放入预热烤箱中由60℃阶段升温至120℃累积烘烤24～48小时；

(4)将步骤(3)得到的导热(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯腈共聚物板材放置于发泡炉中发泡3～6小时，发泡温度为180℃～240℃，发泡完成后取出冷却至室温，得到该导热聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料。

步骤(1)中，所述导热填料为石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、氮化铝、氮化硅、氮化硼、碳化硅、碳化硼、铝粉、银粉中的一种、两种或者多种的混合物。