一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料及其制备方法与流程

本发明属于泡沫材料，具体涉及一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料及其制备方法。

背景技术：

1、密度为300～800kg/m3的硬质交联聚氯乙烯泡沫材料具有优异的力学性能和耐水压性能，是深水潜水器浮力装置制造不可或缺的材料。目前，世界上仅瑞典diab公司一家能够提供厚度为31mm、密度为300-450kg/m3的高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫产品，且其产品在使用时需要二次拼接增加厚度，且无法生产密度500kg/m3以上的产品，无法满足1000m以下潜水器生产需求。高密度大厚度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料难以生产的原因主要有二：一是现有硬质交联聚氯乙烯泡沫为异氰酸酯生产路线，保证材料强度需要大量添加异氰酸酯，在生胚后处理阶段，过量的异氰酸酯与水反应产生大量气体使泡沫产品二次发泡，密度大幅下降。二是异氰酸酯与水反应固化缓慢，厚度30mm的板材固化周期超过60d，40mm的超过100d。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料及其制备方法，解决现有技术中制品密度难提高、产品厚度小、生产周期长的技术问题。

2、本发明为实现目的，采用如下技术方案：

3、本发明首先提供了一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其原料按质量份数的构成为：

4、

5、优选地，所述的聚氯乙烯为粒径小于80μm、聚合度在1500-3000的pvc糊树脂。

6、优选地，所述的环氧树脂为粘度在2000～15000mpas的双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂中的至少一种。

7、优选地，所述的活性稀释剂为粘度在0.1～200mpas的缩水甘油醚或缩水甘油酯中的至少一种。

8、优选地，所述的增塑剂为环氧大豆油、环氧甲酯、环氧脂肪酸甲酯中的至少一种。

9、优选地，所述的发泡剂为偶氮二异丁腈(aibn)、偶氮二甲酰胺(ac)、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯中的至少一种。

10、优选地，所述的固化剂是由二胺与酮合成的结构式如式(1)所示的化合物，其中r1为c6～c16的烷烃、芳烃和环烷烃基团中的一种，r2～r5各自独立的选自c1～c10的烷烃基团中的一种。

11、

12、本发明还提供了上述高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料的制备方法，是按以下步骤进行：

13、s1：将液体原料倒入行星搅拌釜中，在20-30℃混合5-10min；

14、s2：将固体粉料加入搅拌釜中，在20-30℃混合10-20min，保温、静置20-30min除去气泡；

15、s3：将搅拌釜用干燥空气加压至0.1-0.2mpa，并通过底部放料阀将物料放入模具中；

16、s4：将模具放置在平板硫化机上，加压至15-25mpa，温度升高至150-180℃，保温保压10-20min；

17、s5：将平板硫化机冷却到50-90℃，泄压后开模取出生胚；

18、s6：将生胚放入50-80℃水浴中固化15-20d得到发泡制品。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、(1)绕开异氰酸酯生产路线，仅使用热分解型发泡剂，在开模阶段就完成密度控制，不需要水蒸气发泡步骤，降低大量能耗。

21、(2)使用环氧湿固化剂完成固化，后处理阶段没有气体副产物产生，解决了二次发泡导致密度降低的技术问题。

22、(3)使用环氧湿固化体系，水的渗透作用更强，固化反应活性更高，大幅降低了泡沫材料生产周期、增加了制品的厚度。本发明可以制备出厚度高达55mm、密度高达800kg/m3的产品。

技术特征：

1.一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其特征在于，其原料按质量份数的构成为：

2.根据权利要求1所述的一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其特征在于：所述的聚氯乙烯为粒径小于80μm、聚合度在1500-3000的pvc糊树脂。

3.根据权利要求1所述的一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其特征在于：所述的环氧树脂为粘度在2000～15000mpas的双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其特征在于：所述的活性稀释剂为粘度在0.1～200mpas的缩水甘油醚或缩水甘油酯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其特征在于：所述的增塑剂为环氧大豆油、环氧甲酯、环氧脂肪酸甲酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其特征在于：所述的发泡剂为偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮胺基苯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料，其特征在于：所述的固化剂是由二胺与酮合成的结构式如式(1)所示的化合物，其中r1为c6～c16的烷烃、芳烃和环烷烃基团中的一种，r2～r5各自独立的选自c1～c10的烷烃基团中的一种。

8.一种权利要求1～7中任意一项所述的高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

技术总结
本发明属于泡沫材料技术领域，具体涉及一种高密度硬质交联聚氯乙烯泡沫材料及其制备方法，其配方包括，100份聚氯乙烯、30‑60份环氧树脂、10‑20份活性稀释剂、3‑20份固化剂、10‑40份增塑剂、5‑20份发泡剂。本发明的泡沫材料生产周期短、产品厚度大、机械强度高、耐水压性能优异、密度可在300～800kg/m3控制。

技术研发人员：何小通,黄平安
受保护的技术使用者：保定凯博瑞科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23