[发明专利]一种高抗压强度的阻燃三聚氰胺泡体及其制备方法

说明书

本发明属于材料化学领域，涉及一种高抗压强度的阻燃三聚氰胺泡体及其制备方法。本发明将三聚氰胺溶解在甲醛溶液中，加入烯丙基缩水甘油醚进行改性，得到改性三聚氰胺树脂，再加入偶氮二异丁腈对混合物进行聚合得到三聚氰胺树脂。通过使用改性剂烯丙基缩水甘油醚降低甲醛在体系中的含量和提高三聚氰胺树脂所得到的泡体的抗压强度，拓展了三聚氰胺树脂的应用场景。

技术领域

本发明属于高分子材料化学领域，具体涉及一种高抗压强度的阻燃三聚氰胺泡体及其制备方法。

背景技术

Justus von Liebig在1834年成功合成了三聚氰胺(2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪)。大约在1934年三聚氰胺成为非常重要的化工原料，主要是由于以三聚氰胺为原料的密胺树脂(MF)在生活和工业中得到了广泛的应用。但是密胺树脂及其产品在使用过程中一般都伴随有甲醛等挥发性有机化合物(VOC)，而甲醛在2004年被联合国列为可疑致癌物。三聚氰胺树脂是一种传统的氨基树脂，具有自熄性和抗电弧性等优点，三聚氰胺甲醛树脂在日常生活中的应用主要集中在模塑料，涂料，材料加工，涂料和涂饰剂等方面。同时，随着三聚氰胺树脂及其衍生物的市场规模不断的扩大，对产品的要求也越来越高。

20世纪90年代初，首次报道了外环N烷基化三聚氰胺衍生物——甲基三聚氰胺的制备，后来的研究者们报道了甲基三聚氰胺的理化性质的研究及其典型反应体系。虽然甲基三聚氰胺在有机溶剂中的溶解度高，外环氮的反应性强，但是由于甲基三聚氰胺的合成原料费用高，合成条件要求严格等原因，导致其难以进行工业化生产以适应行业发展的需要。同时，在三聚氰胺树脂合成路线的改性研究也非常的多，比如引入聚乙二醇，脲醛树脂，丙烯酰胺和有机硅等改性来制备改性的三聚氰胺树脂。这些改性的三聚氰胺树脂都存在树脂存储时间短，发泡需要发泡助剂和泡体的抗压力学强度较低等不足，使得其树脂的长途运输和泡体的实际应用都受到较大程度的限制。如专利公布号为CN104250386A的专利，其中实施例6对应的三聚氰胺树脂粘度为65000mpa·s，用该树脂制备的硬质泡沫性能测试结果如下：树脂固含量87.5％，密度60g/cm³，导热系数0.030w/m·k，体积吸水率4.2％，极限氧指数35.06％，抗压性能仅0.275Mpa。三聚氰胺泡沫塑料作为具有无毒，阻燃，低导热性能的材料，可能取代传统保温材料。三聚氰胺泡沫阻燃性能优异，燃烧时放出的有害气体也远远低于国家标准，能够解决高层建筑火灾防治的问题。三聚氰胺泡沫塑料的良好吸音能力和防火特性使其在建筑材料领域存在巨大的潜在应用价值。因为三聚氰胺树脂的性能直接影响三聚氰胺发泡材料的性能，所以三聚氰胺树脂合成的研究十分重要。

发明内容

针对传统三聚氰胺树脂存在的合成原料成本高、树脂稳定性较差和三聚氰胺泡体力学强度低等问题，本发明的目的在于提供一种高抗压强度的阻燃三聚氰胺泡体及其制备方法。

在前人研究的基础上，我们的研究发现在原有的三聚氰胺树脂的制备基础上使用烯丙基缩水甘油醚实现三聚氰胺甲醛树脂改性，得到的改性三聚氰胺树脂及其泡体，其泡体的抗压性能力突出，解决了传统三聚氰胺树脂存在的合成原料成本高、树脂稳定性较差和三聚氰胺泡体低力学强度等问题。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种高抗压强度的阻燃三聚氰胺泡体的制备方法，包括如下步骤：将三聚氰胺溶解在甲醛溶液中，向体系中加入碱性溶液调节体系的pH值，加入烯丙基缩水甘油醚进行改性反应，得到改性三聚氰胺甲醛树脂，再向体系中加入偶氮二异丁腈(AIBN)进行聚合反应，得到三聚氰胺甲醛树脂；将所述三聚氰胺甲醛树脂发泡，冷却，最后得到三聚氰胺泡体。

进一步地，所述的甲醛溶液为35％-40％的甲醛水溶液，三聚氰胺与甲醛的质量之比为0.5-3。

更进一步地，三聚氰胺与甲醛的质量之比为1-2。

进一步地，所述碱性溶液为氢氧化钠、氨水或乙二胺的溶液中的任一种。

碱溶液的浓度为0.5-2mol/L，所述体系的pH值调节至8-10.5。