[发明专利]一种纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：凝胶乳液软模板的制备

常温常压下，将胶凝剂、反应单体、交联剂及引发剂搅拌均匀，形成连续相；然后向连续相中加入分散相进行乳化，形成均一、细腻、倒置不流动的凝胶乳液；其中，所述胶凝剂为胆固醇衍生物、四氧化三铁微纳米颗粒、二氧化钛微纳米颗粒、二氧化硅微纳米颗粒、氧化锌微纳米颗粒、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基萘磺酸钠中任意一种或多种的组合；所述反应单体为苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯中任意一种或多种的混合物；所述分散相占分散相与连续相总质量的10％～75％；

步骤2：纤维复合凝胶乳液的制备

将步骤1中的凝胶乳液与硅烷化试剂处理的纤维进行复合，得到纤维复合凝胶乳液；其中，所述硅烷化试剂处理的纤维的添加量为凝胶乳液中连续相总质量的5％～60％；

步骤3：纤维复合凝胶乳液的聚合

将装有纤维复合凝胶乳液的模具放置在水浴或烘箱中进行引发聚合，反应结束后脱模，将脱模后的样块干燥至恒重，得到纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫。

2.根据权利要求1所述的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述反应单体为苯乙烯与丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸叔丁酯的混合物时，丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸叔丁酯的加入量为苯乙烯体积的10％～40％。

3.根据权利要求1所述的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述交联剂为二官能团交联剂和三官能团交联剂中任意一种或两种的组合，所述二官能团交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、己二醇二丙烯酸酯中任意一种或两种的混合物，所述三官能团交联剂为三丙烯基异氰尿酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中任意一种或两种的混合物；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化苯甲酸叔丁酯中任意一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述胶凝剂的添加量为反应单体和交联剂总质量的0.5％～5％；所述交联剂的总添加量为反应单体和交联剂总质量的10％～50％，其中二官能团交联剂的添加量为反应单体和交联剂总质量的5％～40％，三官能团交联剂的添加量为反应单体和交联剂总质量的1％～30％；所述引发剂的添加量为反应单体和交联剂总质量的0.5％～3％。

5.根据权利要求1所述的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述分散相为与连续相不反应且不互溶的水、无机盐水溶液、有机化合物水溶液、酸水溶液、碱水溶液中任意一种。

6.根据权利要求1所述的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中任意一种，纤维结构为纤维丝、纤维毡、纤维布、纤维立体框架中任意一种；其中，纤维为纤维丝、纤维毡或纤维布时，复合方式为层铺复合、浇注复合或浸渍复合；纤维为纤维立体框架时，复合方式为浇注复合。

7.根据权利要求1所述的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述硅烷化试剂为KH550、KH560、KH570中任一种或多种的混合物。

8.根据权利要求2所述的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫的制备方法，其特征在于，步骤3中，引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰时，所述引发聚合的温度为30～90℃，反应时间为4～12h；引发剂为异丙苯过氧化氢、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化苯甲酸叔丁酯时，所述引发聚合的过程为：先在30～80℃预聚4～10h，然后继续在90～150℃下反应6～12h。

9.权利要求1～8任意一项方法制备的纤维复合轻质高强交联聚合物泡沫。