[发明专利]一种高强度异型聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度异型聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫的制备方法，将制备聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫的原料加入反应釜中，氮气保护下进行预聚合，反应液的粘度达到预设值时降低反应温度，加入低温引发剂；将所得反应液进行发泡；氮气保护下将发泡后的反应液注入模具中；控制泡沫固化温度进行聚合固化，拆模，取出泡体；将取出的泡体转移至烘箱中进行后固化；将后固化所得异型聚甲基丙烯酰亚胺泡沫重新放入模具，再次微发泡，冷却、拆模即得。按本发明的方法可以高效制备高强度异型PMI泡沫，大大降低了目前生产异型PMI泡沫的成本，提高了效率，提高了性能，可用于新能源汽车、自行车轮毂、螺旋桨叶片等需要异型聚甲基丙烯酰亚胺泡沫的领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料的技术领域，具体涉及一种高强度异型聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫材料的制备方法。

背景技术

PMI泡沫塑料是当今力学性能和耐热性能最高的泡沫塑料之一，自1972年德固赛商业化生产PMI泡沫材料以来，PMI由于其高强度、高刚度及优异的耐热和抗蠕变等性能，已广泛应用在航空航天、交通运输、风电、船舶等领域。

但是，目前市场上得PMI泡沫材料，其产品形态只有唯一的板材一种形式，这种单一的产品形态限制了其应用范围；如果将PMI泡沫加工成异型材，则在自行车轮圈、轻量化汽车、螺旋桨叶片等需要高比强度、高耐热的异型泡沫领域具有极大的优势，但是目前制备异型PMI泡沫需要通过机械加工(如切割、打磨等)方式才能得到所需结构件，泡沫浪费大，机加工成本高、效率低。

因此，研究聚(甲基)丙烯酰亚胺异型泡沫势在必行。

目前，国内外对于聚(甲基)丙烯酰亚胺异型泡沫的研究尚处于起步阶段。专利CN101341227A热发泡性微球及其制造方法和用途中利用悬浮聚合制备了包含发泡剂的聚(甲基)丙烯酰亚胺热发泡性微球，填充入模具中可以得到异型聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫；专利CN101857656A用于生产聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫材料的可发性颗粒及其应用中先将甲基丙烯酸/甲基丙烯腈及相关助剂混合均匀，浇注到模具中，本体聚合得到板状聚(甲基)丙烯酰亚胺板材，然后破碎得到可发性颗粒，将可发性颗粒预发泡得到预发泡粒子，再将预发泡粒子填入模具中发泡得到异型PMI泡沫；专利CN103814068A包含粘合促进剂的基于聚(甲基)丙烯酰亚胺的发泡共聚物的制备方法中先将聚(甲基)丙烯酰亚胺板材进行研磨，得到一定粒径范围的可发性聚合物粒子，然后在一定温度下预发泡，得到预发泡粒子，然后再在预发泡粒子中混入粘合剂，最后将粒子注入模具中进行发泡，得到异型PMI泡沫，部分改善了专利CN101857656A中泡沫内部颗粒之间界面强度低的问题；专利CN103923337A聚(甲基)丙烯酰亚胺复合泡沫吸波材料中借鉴了专利CN101857656A中制备异型PMI泡沫的方法，同时引入了经过表面处理的吸波剂，得到了具有吸波性能的异型聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫；专利CN106170508A在封闭模具中对聚(甲基)丙烯酰亚胺颗粒进行发泡成型从而制备硬质泡沫芯中先将聚(甲基)丙烯酰亚胺板材研磨得到了可发性粒子，然后将可发性粒子预发泡，最后填入模具中发泡得到异型PMI泡沫；专利105793338A用于随后在闭合模具中发泡模塑的聚(甲基)丙烯酰亚胺粒子的预发泡中先将聚(甲基)丙烯酰亚胺板材研磨得到粒子，然后将粒子用特定波长IR光辐照，然后在短时间内预发泡，最后填入模具中发泡得到异型PMI泡沫；专利CN106459465A在封闭模具中对聚(甲基)丙烯酰亚胺颗粒进行压力相关的模制发泡从而制备硬质泡沫芯中将得到的聚(甲基)丙烯酰亚胺粒子在压力下进行预发泡，然后充入模具中，减压发泡，得到密度梯度更小的异型泡沫。目前市面上的模内发泡聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫就是按聚(甲基)丙烯酰亚胺板材破碎、预发泡、发泡的基本原理制备得到的，相关产品从表观上看，泡沫表面有细微边界，但还是比较平整的，而且泡沫内部可以嵌入金属部件。