一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法与流程

乙基己酸叔丁酯、双(4-叔丁基环己酯)过氧化二碳酸酯中的一种或几种按比例混合的混合物；所述发泡剂为甲酰胺、丙三醇、乙二醇、2-丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊烷、己烷、异己烷、辛烷、异辛烷中的一种或任意几种按比例混合的混合物。
9.进一步地，制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈40份～70份、甲基丙烯酸40份～70份、第三共聚单体5份～10份、引发剂0.1份～5份、发泡剂5份～15份、交联剂1份～5份、超厚pmi制备专用助剂1份～10份。
10.进一步地，制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈50份、甲基丙烯酸50份、第三共聚单体5份、引发剂2.5份、发泡剂10份、交联剂5份、超厚pmi制备专用助剂5份。
11.进一步地，所述交联剂为甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸钙、甲基丙烯酸锌、三丙二醇二丙烯酰胺、氧化镁、氧化钙或氧化锌中的一种或任意几种按比例混合的混合物。
12.进一步地，所述超厚pmi制备专用助剂为聚丙二醇、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、甲基丁二酸、亚甲基丁二酸、甲基丙二酸、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物或聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的一种或任意几种按比例混合的混合物。
13.本发明的另一目的在于提供一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂、超厚pmi制备专用助剂加入到反应釜内，搅拌均匀，在室温下充分溶解后灌入150mm～300mm模具内；
15.(2)聚合：将模具置于恒温水槽10℃～60℃的水浴中反应25天～35天，得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
16.(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中60℃～120℃下后处理6小时～40小时，得到超厚pmi聚合板；
17.(4)发泡：将超厚pmi聚合板在110℃～250℃下发泡4小时～20小时，得到超厚pmi泡沫塑料。
18.进一步地，步骤(2)中，所述超厚pmi预聚板的厚度为150mm～300mm。
19.进一步地，步骤(3)中，所述超厚pmi聚合板的厚度为150mm～300mm
20.进一步地，步骤(4)中，所述超厚pmi泡沫塑料的密度为25kg/m3～200kg/m3，厚度≥200mm。
21.进一步地，步骤(4)中，所述超厚pmi泡沫塑料在经过热处理烤箱阶段升温至160℃～220℃之间，烘烤20小时～41小时后，可得到超厚pmi(ht状态)泡沫塑料。
22.从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：
23.(1)本发明所述方法制备得到的超厚pmi预聚板和超厚pmi聚合板厚度为150mm～300mm，发泡后的pmi泡沫塑料密度在25～200kg/m3，厚度≥200mm。
24.(2)本发明还根据不同的需求，将发泡得到的超厚pmi泡沫塑料进行热处理，热处理是将发泡得到的超厚pmi泡沫塑料置于热处理烤箱中，在160℃～220℃间烘烤20～41h，最终得到超厚pmi(ht状态)泡沫塑料。
25.(3)本发明的主要原理是通过本体聚合，制备得到透明的超厚pmi共聚板，然后将超厚pmi共聚板在高温下发泡得到超厚pmi泡沫塑料，主要技术攻克是通过加入超厚pmi制备专用助剂缩短聚合反应时间，并保证原有的良好性能。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
27.实施例1～5
28.一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
29.制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈50份、甲基丙烯酸50份、第三共聚单体5份、引发剂2.5份、发泡剂10份、交联剂5份、超厚pmi制备专用助剂5份；所述第三共聚单体为甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述发泡剂为异丙醇；所述交联剂为甲基丙烯酸锌。
30.实施例1～5中超厚pmi制备专用助剂的选用如表1所示，分别标记为实施例1～5。
31.超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
32.(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂、超厚pmi制备专用助剂加入到反应釜内，在氮气氛围下搅拌1小时，得到均匀的混合液体，将混合液体灌入150mm模具内；
33.(2)聚合：将模具置于恒温水槽35℃的水浴中反应，并统计反应需要的时间，如表2所示，拆模得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
34.(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中10℃下后处理12小时，得到超厚pmi聚合板；
35.(4)发泡：将超厚pmi聚合板在200℃下发泡4小时，得到超厚pmi泡沫塑料。
36.表1实施例1～5所用的超厚pmi泡沫专用助剂及其用量
[0037][0038]
实施例6
[0039]
一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
[0040]
制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈1份、甲基丙烯酸1份、引发剂0.1份、发泡剂0.1份、交联剂0.1份、超厚pmi制备专用助剂0.1份；所述引
发剂为偶氮二异丁腈和过氧化二苯甲酰以重量比1:2混合；所述发泡剂为丙三醇、异丁醇以重量比1:1混合；所述交联剂为甲基丙烯酰胺、氧化镁、氧化钙以重量比10:2:3混合；所述超厚pmi制备专用助剂为聚丙二醇。
[0041]
超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0042]
(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、引发剂、发泡剂、交联剂、超厚pmi制备专用助剂加入到反应釜内，搅拌均匀，在室温下充分溶解后灌入150mm模具内；
[0043]
(2)聚合：将模具置于恒温水槽10℃的水浴中反应35天，得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
[0044]
(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中60℃下后处理40小时，得到超厚pmi聚合板；
[0045]
(4)发泡：将超厚pmi聚合板在110℃下发泡20小时，得到超厚pmi泡沫塑料，密度为121kg/m3。
[0046]
实施例7
[0047]
一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
[0048]
制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈100份、甲基丙烯酸100份、第三共聚单体10份、引发剂10份、发泡剂20份、交联剂10份、超厚pmi制备专用助剂10份；所述第三共聚单体为甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、n,n-二甲基丙烯酰胺以重量比10:3:5混合；所述引发剂为过氧化二苯甲酰过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、双(4-叔丁基环己酯)过氧化二碳酸酯以重量比1:1:1:1混合；所述发泡剂为甲酰胺、乙二醇、己烷、辛烷、异辛烷以重量比10:2:2:1:2混合；所述交联剂为甲基丙烯酰胺甲基丙烯酸锌、三丙二醇二丙烯酰胺、氧化镁、氧化锌以重量比10:2:5:3混合；所述超厚pmi制备专用助剂为聚乙烯醇、甲基丙二酸、间苯二酚、邻苯二酚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物以重量比2:3:4:2:5。
[0049]
超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0050]
(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂、超厚pmi制备专用助剂加入到反应釜内，搅拌均匀，在室温下充分溶解后灌入300mm模具内；
[0051]
(2)聚合：将模具置于恒温水槽60℃的水浴中反应25天，得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
[0052]
(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中120℃下后处理20小时，得到超厚pmi聚合板；；
[0053]
(4)发泡：将超厚pmi聚合板在250℃下发泡10小时，得到超厚pmi泡沫塑料，密度为19kg/m3。
[0054]
实施例8
[0055]
一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
[0056]
制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈20份、甲基丙烯酸10份、第三共聚单体2份、引发剂1份、发泡剂5份、交联剂2份、超厚pmi制备专用助剂2份；所述第三共聚单体为甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述发泡剂为异丙醇；所述交联剂为甲基丙烯酸锌；所述超厚pmi制备专用助剂为聚丙二醇0.2份、
羟乙基纤维素0.5份、亚甲基丁二酸0.6份、对苯二酚0.2份、聚乙烯吡咯烷酮0.1份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物0.4份。
[0057]
超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0058]
(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂、超厚pmi制备专用助剂加入到反应釜内，搅拌均匀，在室温下充分溶解后灌入250mm模具内；
[0059]
(2)聚合：将模具置于恒温水槽20℃的水浴中反应32天，得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
[0060]
(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中60℃下后处理12小时，得到超厚pmi聚合板；
[0061]
(4)发泡：将超厚pmi聚合板在110℃下发泡6小时，得到密度为131kg/m3超厚pmi泡沫塑料；
[0062]
(5)将超厚pmi泡沫塑料放到热处理烤箱中，阶段升温至160℃下，烘烤41小时后，可得到超厚pmi(ht状态)泡沫塑料。
[0063]
实施例9
[0064]
一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
[0065]
制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈10份、甲基丙烯酸20份、第三共聚单体1份、引发剂2份、发泡剂15份、交联剂1份、超厚pmi制备专用助剂1份；所述第三共聚单体为甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述发泡剂为异丙醇；所述交联剂为甲基丙烯酸锌；所述超厚pmi制备专用助剂为聚丙二醇2份、羟乙基纤维素1.5份、亚甲基丁二酸1.5份、对苯二酚2.0份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物0.5份。
[0066]
超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0067]
(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂、超厚pmi制备专用助剂加入到反应釜内，搅拌均匀，在室温下充分溶解后灌入150mm模具内；
[0068]
(2)聚合：将模具置于恒温水槽50℃的水浴中反应27天，得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
[0069]
(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中10℃下后处理12小时，得到超厚pmi聚合板；
[0070]
(4)发泡：将超厚pmi聚合板在200℃下发泡4小时，得到密度为129kg/m3的超厚pmi泡沫塑料；
[0071]
(5)将超厚pmi泡沫塑料放到热处理烤箱中，阶段升温至110℃下烘烤36小时后，得到超厚pmi(ht状态)泡沫塑料。
[0072]
实施例10
[0073]
一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
[0074]
制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈40份、甲基丙烯酸60份、第三共聚单体4份、引发剂6份、发泡剂5份、交联剂6份、超厚pmi制备专用助剂4份；所述第三共聚单体为甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述发
泡剂为异丙醇；所述交联剂为甲基丙烯酸锌；所述超厚pmi制备专用助剂为聚丙二醇0.5份、羟乙基纤维素1.0份、亚甲基丁二酸0.5份、对苯二酚0.5份、聚乙烯吡咯烷酮0.5份、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物1.0份。
[0075]
超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0076]
(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂、超厚pmi制备专用助剂加入到反应釜内，搅拌均匀，在室温下充分溶解后灌入200mm模具内；
[0077]
(2)聚合：将模具置于恒温水槽50℃的水浴中反应21天，得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
[0078]
(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中120℃下后处理6小时，得到超厚pmi聚合板；
[0079]
(4)发泡：将超厚pmi聚合板在110℃下发泡4小时，得到密度为190kg/m3超厚pmi泡沫塑料；
[0080]
(5)将超厚pmi泡沫塑料放到热处理烤箱中，阶段升温至220℃烘烤20小时后，可得到超厚pmi(ht状态)泡沫塑料。
[0081]
对比例1
[0082]
一种超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
[0083]
制备所述超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈50份、甲基丙烯酸50份、第三共聚单体5份、引发剂2.5份、发泡剂10份、交联剂5份；所述第三共聚单体为甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述发泡剂为异丙醇；所述交联剂为甲基丙烯酸锌。
[0084]
超厚聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0085]
(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂加入到反应釜内，在氮气氛围下搅拌1小时，得到均匀的混合液体，将混合液体灌入150mm模具内；
[0086]
(2)聚合：将模具置于恒温水槽35℃的水浴中反应，并统计反应需要的时间，如表2所示，拆模得到透明的超厚pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
[0087]
(3)预处理：将超厚pmi预聚板放入循环风烘箱中10℃下后处理12小时，得到超厚pmi聚合板；
[0088]
(4)发泡：将超厚pmi聚合板在200℃下发泡4小时，得到密度为129kg/m3超厚pmi泡沫塑料。
[0089]
对比例2
[0090]
一种聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料及其制备方法
[0091]
制备所述聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的原料重量份为：甲基丙烯腈50份、甲基丙烯酸50份、第三共聚单体5份、引发剂2.5份、发泡剂10份、交联剂5份；所述第三共聚单体为甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述发泡剂为异丙醇；所述交联剂为甲基丙烯酸锌。
[0092]
聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0093]
(1)配料：按所述重量份将甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、第三共聚单体、引发剂、发泡剂、交联剂加入到反应釜内，在氮气氛围下搅拌1小时，得到均匀的混合液体，将混合液体灌入25mm厚度的模具内；
[0094]
(2)聚合：将模具置于恒温水槽35℃的水浴中反应，拆模得到透明的pmi预聚板；水浴过程中使用的设备温度均匀性控制在
±
0.05℃；
[0095]
(3)预处理：将pmi预聚板放入循环风烘箱中10℃下后处理12小时，得到pmi聚合板；
[0096]
(4)发泡：将pmi聚合板在200℃下发泡4小时，得到市售正常厚度的pmi泡沫塑料，密度为110kg/m3。
[0097]
试验例
[0098]
一、聚合反应时间的统计
[0099]
对本发明实施例1～5和对比例1中制备的超厚pmi泡沫塑料所使用的聚合反应时间进行统计，结果如表2所示。
[0100]
表2超厚pmi泡沫塑料聚合反应时间统计
[0101] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1聚合反应时间/d292130303459
[0102]
结果表明：与对比例1制备超厚pmi泡沫塑料的聚合反应时间相比，实施例1～5制备超厚pmi泡沫塑料所需的聚合反应时间大幅度缩短，达到预期的缩短反应时间要求。
[0103]
二、密度均匀性测试：
[0104]
将实施例1～5和对比例2制备得到的整块pmi泡沫塑料分别测试密度，并将实施例1～5和对比例2制备得到的pmi泡沫塑料，按长度和宽度各3等分后，分别测试得到的9块pmi泡沫塑料泡沫密度。结果如表3所示，结果表明：实施例1～5制得的超厚pmi泡沫塑料均匀性和正常厚度的对比例2比较，密度均匀性良好。
[0105]
表3超厚pmi泡沫塑料和正常pmi泡沫塑料密度均匀性对比测试数据
[0106]
(测试标准astm d1622)
[0107]
[0108]
三、力学性能测试：
[0109]
将实施例1～5制备得到的超厚pmi泡沫塑料和对比例2制备得到的正常pmi泡沫塑料分别进行力学性能测试，结果如表4所示，结果表明：实施例1～5制备得到的超厚pmi泡沫塑料和对比例2制备得到的正常pmi泡沫塑料的力学性能比较，力学性能没有明显的变化，力学性能达到预期目标的保证力学性能不变化。
[0110]
表4超厚pmi泡沫塑料和正常pmi泡沫塑料力学性能对比测试数据
[0111]
(测试标准astm d1621)
[0112] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例2压缩强度/mpa3.673.703.693.663.653.74拉伸强度/mpa4.164.214.144.204.144.12剪切强度/mpa3.002.992.902.122.152.10
[0113]
四、压缩蠕变测试：
[0114]
将实施例1～5制备得到的超厚pmi泡沫塑料和对比例2制备得到的正常pmi泡沫塑料分别进行110℃/0.7mpa/2h压缩蠕变测试，结果如表4所示，结果表明：实施例1～5制备得到的超厚pmi泡沫塑料和对比例2制备得到的正常pmi泡沫塑料的压缩蠕变比较，压缩蠕变没有明显的变化，耐温性能达到预期目标的保证耐温性能不变化。
[0115]
表4超厚pmi泡沫塑料和正常pmi泡沫塑料压缩蠕变对比测试数据
[0116]
(测试标准astm d1621)
[0117] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例2压缩蠕变/％1.361.251.311.351.351.20
[0118]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。