[发明专利]一种低甲醛释放软质三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及三聚氰胺甲醛树脂改性领域，特别是一种低甲醛释放，高柔性改性的三聚氰胺甲醛泡沫。具体的说，一种低甲醛释放软质三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法及其应用。

背景技术

三聚氰胺泡沫是以三聚氰胺甲醛树脂为基体，经过特殊发泡工艺制得的一种本征型阻燃泡沫材料。三聚氰胺别名蜜胺，含氮量高达66％，是一种用途极其广泛的氮杂环有机化工中间产品，以三聚氰胺为原料制备出的三聚氰胺甲醛泡沫具有优异的阻燃性能，当泡沫接触火焰即形成致密的焦炭层，明火离开后自动熄灭；不产生有毒有害气体及熔滴；能达到UL-94-V0级高阻燃性材料标准以及DIN 4102所规定的B1级低可燃性材料标准。

除此之外，它还具有优异的吸声性、隔热性、耐湿热性和良好的二次加工性，在航空航天、交通、军事、民用、电子等领域具有十分重要的应用价值，尤其是在有阻燃性、耐高温性、吸音性等高要求的情况下具有巨大的优势。

三聚氰胺甲醛泡沫也存在一些缺点和不足，比如机械性能差，主要表现在压缩回弹性、撕裂性能以及断裂伸长率等方面；同时它还具有较高的甲醛释放。在树脂结构中，以亚甲基或者亚甲基醚键相连的两个刚性的三嗪环距离小，且树脂交联程度高，一个三嗪环的可以连接三个三嗪环，使得树脂的机械性能差。同时，三聚氰胺泡沫合成过程中使用了甲醛作为原料；在树脂预聚阶段，三聚氰胺和甲醛的羟甲基化反应是个可逆反应，甲醛的转化率不可能达到100％，因此树脂中存在着一定量的游离甲醛；同时在固化过程中，树脂结构中形成的不稳定的亚甲基醚以及羟甲基等基团在温暖和潮湿的环境中也会进一步分解释放甲醛，使得泡沫具有较高的甲醛释放量，若直接用于室内和车内，势必会威胁人类的健康。这些问题都严重影响了三聚氰胺甲醛泡沫下游产品的开发。因此，提高泡沫的机械性能，降低泡沫的甲醛释放量，使其能够替代阻燃性能差的聚氨酯以及聚苯乙烯泡沫等材料，广泛应用于室内和车内，对于保障人身财产安全具有重要的意义。

专利号为CN101735555A公开了利用多羟基化合物，如PVA、PEG等，改性三聚氰胺甲醛预聚体，在三嗪环之间引入长链的多羟基化合物这种方法，以达到降低交联度的目的，从而改善泡沫的机械性能。该方法虽然一定程度改善了泡沫的力学性能，但发泡过程涉及溶胀PVA以及控制PVA得醇解度，使得发泡工艺变得复杂。一般来说像PVA这种大分子的羟基反应活性低，较难结合到树脂结构中，降低交联度效果不好。

又如专利号CN104277416A公开了利主要是聚乙烯醇缩醛作为改性剂加入到树脂预聚液中，来降低树脂的交联度，提高泡沫的机械性能。这篇专利也存在着不足，首先这种方法制备工艺复杂成本高；加入MDI这种异氰酸酯类的发泡剂会使得泡沫发黄，影响下游产品的开发。

专利号WO 01/94436公开了采用高的三聚氰胺和甲醛的比例来制备三聚氰胺甲醛树脂液，从原料上减少甲醛的使用，从而降低甲醛的释放量。由于减少了树脂合成中的交联剂，使得这种方法对泡沫的机械性能影响很大。专利号WO 06/134083公开了使用如尿素等这种小分子甲醛捕捉剂来降低泡沫的甲醛释放量。但是这种小分子甲醛捕捉剂容易在泡沫制备过程中高温条件下失活，同时要达到一定的低甲醛释放量势必要有一定的添加量，这也对泡沫的机械性能有很大的影响。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种低甲醛释放软质三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法及其应用，所述制备方法克服现目前三聚氰胺甲醛泡沫存在的机械性能差、甲醛释放量高等特点，提供一种使用含有氨基以及亚氨基的大分子化合物改性三聚氰胺甲醛树脂液，来达到改善机械性能和降低甲醛的目的；所述低甲醛释放软质三聚氰胺甲醛泡沫能够被广泛的应用在航空、交通、建筑、工业、电子信息等领域。

本发明通过下述技术方案实现：一种低甲醛释放软质三聚氰胺甲醛泡沫的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三聚氰胺和甲醛按照一定的摩尔比加入反应釜中，加热到60℃持续2～60min后，加入催化剂调节体系pH至碱性，优选调节体系pH在8～9之间，升温，且优选升高温度至70℃～90℃，反应一段时间后加入改性剂，后继续反应达到三聚氰胺甲醛树脂预聚液的浊点，最后出料合成改性三聚氰胺甲醛树脂预聚液；

(2)将(1)中得到的改性三聚氰胺甲醛树脂预聚液依次加入乳化剂、发泡剂、固化剂，然后在乳化机(优选采用高速乳化机)下乳化，然后将得到的乳化液倒入模具中，放置在微波装置中发泡，而后将得到的泡沫放置到烘箱中，固化淬火，得到泡沫初品；且微波装置选用功率为300～10000W连续可调的微波装置；