轻质三聚氰胺甲醛泡沫的制备


传统热塑性泡沫由于热稳定性、易燃性等性能缺陷使其应用受到了局限,而密胺泡沫具有优异的耐热性、耐电弧性、阻燃性和降噪性,可以在140 ℃下稳定使用。密胺泡沫由三聚氰胺甲醛树脂预聚体发泡制得,是闭孔或开孔的三维网状交联结构。其中,开孔率达99%以上的是轻质柔性泡沫,用于柔性隔声罩、船艇和飞机内舱隔音层,广泛用于降噪。但密胺泡沫主要存在的问题是脆性大,主要和泡沫的分子结构和泡孔结构有关。文章制备了开孔和闭孔的三聚氰胺甲醛泡沫,分析了发泡工艺对泡沫性能的影响。
将一定量的三聚氰胺与甲醛加入带有球形冷凝管、温度计和搅拌器的三口烧瓶中,开动搅拌,加热到85 ℃。溶液澄清后调节pH 在8. 5 ~ 9. 0,出现浊点后再反应一段时间,出料冷却为密胺树脂,不同反应温度和时间及原料组成形成不同黏度树脂。制备闭孔泡沫时反应中需加入少量醇类改性剂,且树脂液需转移到旋转蒸发器中旋蒸一段时间,取出冷却。取一定量的预聚树脂,加入乳化剂、固化剂和发泡剂,在高速搅拌机中混合均匀制得预制发泡液,放入微波炉中发泡,而后放入高温烘箱中固化。
得到的结论:1) 热固性三聚氰胺甲醛的发泡过程伴随着交联、发泡率及泡孔结构取决于两方面的竞争。泡沫开孔的条件是发泡时液膜黏度高而弹性低,有足够弹性的液膜就可以得到闭孔泡沫,制备最小密度开孔泡沫的最佳黏度约比闭孔的小一个数量级。2) 反应的机理在于弱碱预聚而弱酸缩聚交联,随着甲酸量增大,泡体的密度先减小后增大。微波可实现瞬时均匀加热,形成闭孔发泡体的最佳辐照时间约1 min,而开孔约为1. 5 min。3) 加入较多发泡剂会提高发泡率而降低其密度,但过多会造成泡孔尺寸减小。乳化剂浓度增加,薄壁大泡孔中间分布更多厚壁小泡孔,导致压缩强度下降而回弹性改善。