一種低密度聚酰亞胺泡沫及其生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低密度聚酰亞胺泡沫的生產工藝。屬于聚合物制備和發(fā)泡技術領 域。
【背景技術】
[0002] 聚酰亞胺是一種耐熱性很好的聚合物，具有良好的力學和電性能，以及耐輻射和 耐腐蝕性能，廣泛應用于航空航天、艦船等領域。聚酰亞胺泡沫材料不僅保持了其樹脂優(yōu)異 的耐溫、阻燃性能，還具有突出的透波特性以及質量輕、柔性及回彈性好，使用方便。
[0003] 目前用于保溫隔熱的材料主要是聚氨酯和酚醛泡沫，但聚氨酯泡沫無阻燃性，且 燃燒時會產生大量煙霧，煙密度大；酚醛泡沫雖具有阻燃性，但該泡沫沒有強度，易粉化，而 聚酰亞胺泡沫既具有泡沫的保溫隔熱性，且具有不燃煙密度極小的優(yōu)點。
[0004] 有些聚酰亞胺泡沫采用熱塑性聚酰亞胺粉末加發(fā)泡劑在高溫發(fā)泡而成，泡孔的均 勻性和工藝的穩(wěn)定性較差。
[0005] US5298531和5122546、5077318中，都是采用先生成預聚體，再于該溶液中加入 二胺，待反應完全后去除溶液中的小分子成粉末，以后通過高溫發(fā)泡，其主要缺點是泡沫密 度太高。
[0006] US7541388和CN201010034119公開的聚酰亞胺泡沫制備方法，都是通過與異氰 酸酯反應發(fā)泡制備密度較低的聚酰亞胺泡沫。其主要缺點是含有異氰酸酯反應，毒性較大， 且產品機械強度較低。
[0007] 現有聚酰亞胺泡沫生產技術大都停留在實驗狀態(tài)，很少有中試放大工藝。另外低 密度聚酰亞胺泡沫制備方法較少，且制備出性能相對較差。

【發(fā)明內容】

[0008] 針對現有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種生產工藝簡單、對 環(huán)境污染小、能源利用率高且生產得到低密度聚酰亞胺泡沫塑料的生產工藝。
[0009] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是： 本發(fā)明提供的低密度聚酰亞胺泡沫，包括下列重量份數的組分：芳香二酐30-35份、極 性溶液40-50份、芳香二胺10-30份、催化劑1-2份、發(fā)泡劑1-10份。
[0010] 進一步的，本發(fā)明提供三組低密度聚酰亞胺泡沫的優(yōu)選配方，包括下列重量份數 的組分：（1)芳香二酐30份、極性溶液40份、芳香二胺20份、催化劑1份、發(fā)泡劑9份。
[0011] (2)芳香二酐30份、極性溶液50份、芳香二胺15份、催化劑1份、發(fā)泡劑4份。
[0012] (3)芳香二酐35份、極性溶液40份、芳香二胺20份、催化劑1份、發(fā)泡劑4份。
[0013] 本發(fā)明提供的配方中：所述芳香二酐為PMDA、BTDA、BPDA、BPADA中的一種或兩種。 所述芳香二胺為〇DA、m-PDA、p-PDA、MDA中的一種或兩種。
[0014] 所述催化劑為咪唑、異喹啉，三乙胺，取代吡啶。
[0015] 所述極性溶液為乙醇，丙醇，DMF，DMAC中的一種或兩種。
[0016] 所述發(fā)泡劑為正戊烷、己烷、乙醚、石油醚、甲醇、水中的一種或兩種。
[0017] 本發(fā)明還提供一種制備所述的低密度聚酰亞胺泡沫的生產工藝，包括下列步驟： (1) 將芳香二酐置于反應釜內，再加入極性溶液，加熱反應釜直至反應釜內固體顆粒完 全溶解，50-90°C使其酯化完全，l-5h; (2) 0-40°C下加入芳香二胺和一種或兩種以上催化劑生成酰胺酸溶液，反應0. 5-2h，再 加入發(fā)泡劑反應l_2h，得前驅體溶液； (3) 將上述步驟（2)中的釜內物料冷卻至室溫后，將溶液加入噴霧干燥設備內 50-100°C進行干燥，0. 5-3h，制成粉末，回收產生廢液； (4) 將粉末放入模具后于置于微波發(fā)泡爐內進行微波發(fā)泡，0. 5-3h，制備成泡沫體； (5) 將步驟（4)中泡沫放入固化設備進行熟化0. 5-3h，得聚酰亞胺泡沫。
[0018] 所述步驟（4)中的微波發(fā)泡爐為隧道式微波發(fā)泡爐，將粉末均勻地布在隧道式微 波發(fā)泡爐的前端模具中，隨發(fā)泡爐的輸送裝置連續(xù)經過微波爐微波加熱爐腔，生成高度開 孔的泡沫塑料。
[0019] 所述步驟（4)中用于微波發(fā)泡的微波爐的微波頻率1000MHz，微波發(fā)泡的生長時 間為45分鐘，微波爐發(fā)泡爐腔溫度為60-75°C。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是： 與現有技術相比，本發(fā)明提供的聚酰亞胺泡沫的生產工藝，生產工序簡單、生產成本 低；產品的VOC殘留量不超過lOppm，非常安全環(huán)保；生產中，將微波發(fā)泡過程和烘箱烘焙過 程中產生的尾氣經收集后引至焚燒爐中焚燒后，經引風機高空排放，不會對環(huán)境的造成污 染。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0022] 實施例1 本實施例提供的低密度聚酰亞胺泡沫的生產工藝，包括以下步驟： (1)將定量的PMDA置于反應爸內，再加入一定量的乙醇溶液，加熱反應爸直至反應爸 內固體顆粒完全溶解，50°C使其酯化完全，3h。
[0023] (2)然后KTC下將定量的p-PDA和三乙胺加入1溶液生成酰胺酸溶液，反應lh， 再加入發(fā)泡劑反應lh，得前驅體溶液。
[0024] (3)將上述步驟2中的釜內物料冷卻至室溫后，將溶液加入噴霧干燥設備內進 行干燥，I. 5h制成粉末，回收產生廢液。
[0025] (4)將粉末放入模具后于置于微波加熱爐腔內進行微波發(fā)泡，生成高度開孔的 聚酰亞胺泡沫塑料； (5)將4中泡沫放入固化設備中進行熟化2h，得聚酰亞胺泡沫。
[0026] 所述的生產工藝中，原料PMDA、PDA及乙醇溶液的重量份數比為30 : 15 : 50。
[0027] 所述的步驟2中，PDA與三乙胺的投料重量份數比為15 : 1。
[0028] 所述步驟2中發(fā)泡劑為正戊烷，PDA與正戊烷重量份數比為15 : 4。
[0029] 所述步驟3中噴霧干燥設備腔體溫度為90°C。
[0030] 所述步驟4中的微波發(fā)泡爐為隧道式微波發(fā)泡爐，將粉末均勻地布在隧道式微波 發(fā)泡爐的前端模具中，隨發(fā)泡爐的輸送裝置連續(xù)經過微波爐微波加熱爐腔，生成高度開孔 的泡沫塑料。
[0031] 所述步驟4中用于微波發(fā)泡的微波爐的微波頻率1000MHz，微波發(fā)泡的生長時間 為45分鐘，微波爐發(fā)泡爐腔溫度為60°C。
[0032] 所述步驟4的微波發(fā)泡過程和步驟5的烘箱烘焙過程中產生的尾氣經收集后引 至焚燒爐中焚燒后，經引風機高空排放； 所述的生產工藝制備得到的聚酰亞胺泡沫塑料，其產品中VOC殘留量不超過lOppm。
[0033] 實施例2 本發(fā)明提供的低密度聚酰亞胺泡沫的生產工藝，包括以下步驟： (1)將定量的BTDA置于反應爸內，再加入一定量的丙醇溶液，加熱反應爸直至反應爸 內固體顆粒完全溶解，60°C使其酯化完全，3h。
[0034] (2)然后0