一种高密度软质三聚氰胺泡沫及制备方法.pdf

本发明公开了一种高密度软质三聚氰胺泡沫，包括以下原料：水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体、固体羟甲基三聚氰胺、极性溶剂、表面活性剂、发泡剂、固化剂、添加剂。本发明还公开了一种高密度软质三聚氰胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：制备水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体；将水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体、极性溶剂、表面活性剂和添加剂混合均匀得到混合物A；将混合物A与固体羟甲基三聚氰胺混合均匀得到混合物B；将混合物B与发泡剂混合均匀得到混合物C；将混合物C与固化剂混合均匀得到混合物D；混合物D在微波发泡装置中经过微波辐射发泡、固化、干燥、淬火得到高密度软质三聚氰胺泡沫。本发明所述三聚氰胺泡沫具有高密度和高强度性能。

权利要求书
1.  一种高密度软质三聚氰胺泡沫，其特征在于：包括以下重量份的原料： 0～99份水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体、1～100份固体羟甲基三聚氰胺、0～43 份极性溶剂、0.5～5份表面活性剂、1～20份发泡剂、0.1～10份固化剂、0～10 份添加剂。

2.  根据权利要求1所述的高密度软质三聚氰胺泡沫，其特征在于：各原料 的重量份分别为：水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体50～90份、固体羟甲基三聚氰 胺10～50份、极性溶剂0～10份、表面活性剂1～3份、发泡剂5～15份、固 化剂1～5份、添加剂0～5份。

3.  根据权利要求1或2所述的高密度软质三聚氰胺泡沫，其特征在于：所 述水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体的制备原料甲醛与三聚氰胺的摩尔比为6:1～ 1.1:1，固体含量为50％～80％；所述固体羟甲基三聚氰胺为羟甲基三聚氰胺单 体或初聚体的粉末或颗粒，或者部分醚化的羟甲基三聚氰胺，或者前两者的混 合物；所述极性溶剂为水或沸点40～120℃的醇；所述表面活性剂为具有乳化、 分散、起泡功能的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂； 所述发泡剂为低沸点的物理发泡剂或者易分解/遇酸反应产生气体的化学发泡 剂；所述固化剂为有机酸或无机酸；所述添加剂为光稳定剂、热稳定剂、防老 化剂、甲醛捕捉剂、色料和填料中的一种或几种。

4.  根据权利要求3所述的高密度软质三聚氰胺泡沫，其特征在于：所述甲 醛与三聚氰胺的摩尔比为4:1～2:1，固体含量为70％～80％；所述固体羟甲基三 聚氰胺为固体三羟甲基三聚氰胺、固体四羟甲基三聚氰胺、固体六羟甲基三聚 氰胺、部分甲醚化羟甲基三聚氰胺、部分丁醚化羟甲基三聚氰胺单体或初聚体 中的一种或几种；所述极性溶剂为脱盐水或蒸馏水；所述表面活性剂为水溶液 或无溶剂型的烷基磺酸钠或钾盐类、烷基苯磺酸钠或钾盐类、烷基萘磺酸盐、 烷基硫酸钠盐或钾盐、烷基羧酸盐、聚氧乙烯醚硫酸钠或钾盐、烷基烯烃磺酸 盐、聚氧乙烯醚类、链烷醇酰胺、氧化胺、硅表面活性剂和氟碳表面活性剂中 的一种或几种；所述物理发泡剂为低沸点的烷烃、卤代烃、醇、醚、酯、酮中 的一种或几种，所述化学发泡剂为碳酸盐或碳酸氢盐、偶氮二碳酰胺、异氰酸 酯和氯化铵中的一种或几种；所述有机酸为乙酸、丙酸、草酸、柠檬酸、棕榈 酸、苯甲酸、氨基磺酸和谷氨酸中的一种或几种，所述无机酸为盐酸、磷酸、 硫酸、硝酸、亚硫酸、焦磷酸和硼酸中的一种或几种。

5.  一种如权利要求1～4中任何一项所述的高密度软质三聚氰胺泡沫的制 备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体；
(2)按比例将水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体、极性溶剂、表面活性剂和添 加剂在恒温搅拌罐体中混合均匀得到混合物A；
(3)按比例将混合物A与固体羟甲基三聚氰胺在恒温的单螺杆挤出机或 双螺杆挤出机中混合均匀得到混合物B；
(4)按比例将混合物B与发泡剂在双螺杆挤出机中混合均匀得到混合物 C；
(5)按比例将混合物C与固化剂在恒温的高速混合器中混合均匀得到混 合物D；
(6)混合物D在微波发泡装置中经过微波辐射发泡、固化、干燥、淬火得 到高密度软质三聚氰胺泡沫。

6.  根据权利要求5所述的高密度软质三聚氰胺泡沫的制备方法，其特征在 于：所述步骤(3)中的混合物B的固含量为70％～99％。

7.  根据权利要求5所述的高密度软质三聚氰胺泡沫的制备方法，其特征在 于：所述步骤(2)、(3)、(4)的混合转速为100～500转/min；所述步骤(5) 的混合转速为500～3000转/min；所述混合物A、混合物B、混合物C的物料温 度为20～40℃；所述混合物D的物料温度为10～30℃；所述步骤(6)中微波 辐射功率为1kW～10kW/kg，辐射发泡时间为1min～20min，干燥温度为150～ 250℃，干燥时间为10～60min。

说明书一种高密度软质三聚氰胺泡沫及制备方法
技术领域
本发明涉及一种软质三聚氰胺泡沫及制备方法，尤其涉及一种高密度软质 三聚氰胺泡沫及制备方法。
背景技术
现有的软质三聚氰胺泡沫是一种低密度、高开孔率的阻燃泡沫，具有优良 的阻燃、吸声、绝热、清洁功能，可广泛应用于建筑、交通、日用、工业领域。 在实际应用中，一些领域例如坐垫、沙发、绝热保温、清洁等领域对三聚氰胺 泡沫的密度和强度提出较高要求，而目前市场上的三聚氰胺泡沫密度普遍在 4～10kg/m3，难以达到要求，因而限制了三聚氰胺泡沫的应用领域。因此，提高 软质三聚氰胺泡沫的密度和强度是三聚氰胺泡沫研究的一个重要的方向。
关于三聚氰胺泡沫生产的相关技术国内外已有一些报道，但很少涉及高密 度软质三聚氰胺泡沫的制备方法。比如，专利号为“ZL 200510087184.0”的发 明专利公开了一种高固体含量蜜胺树脂的生产方法，该树脂用于生产三聚氰胺 泡沫塑料，采用原料甲醛/三聚氰胺的摩尔比为2/1～4/1，固含量为60％～90％； 专利号为“ZL 201210128145.0”的发明专利公开了一种泡沫用三聚氰胺甲醛树 脂的制备方法，采用原料甲醛/三聚氰胺的摩尔比为1/1～4/1，固含量40％～80％， 并引入缓冲剂和稳定剂解决树脂合成和稳定性问题。上述专利技术虽然提出了 三聚氰胺泡沫的制备方法，但其密度和强度都还难以适应较高要求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高密度软质三聚氰胺泡 沫及制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种高密度软质三聚氰胺泡沫，包括以下重量份的原料：0～99份水性三聚 氰胺甲醛树脂初聚体、1～100份固体羟甲基三聚氰胺、0～43份极性溶剂、0.5～ 5份表面活性剂、1～20份发泡剂、0.1～10份固化剂、0～10份添加剂。
作为优选，各原料的重量份分别为：水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体50～90 份、固体羟甲基三聚氰胺10～50份、极性溶剂0～10份、表面活性剂1～3份、 发泡剂5～15份、固化剂1～5份、添加剂0～5份。
具体而言，所述水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体的制备原料甲醛与三聚氰胺 的摩尔比为6:1～1.1:1，固体含量为50％～80％；所述固体羟甲基三聚氰胺为羟 甲基三聚氰胺单体或初聚体的粉末或颗粒，或者部分醚化的羟甲基三聚氰胺， 或者前两者的混合物；所述极性溶剂为水或沸点40～120℃的醇；所述表面活性 剂为具有乳化、分散、起泡功能的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或阳 离子表面活性剂；所述发泡剂为低沸点的物理发泡剂或者易分解/遇酸反应产生 气体的化学发泡剂；所述固化剂为有机酸或无机酸；所述添加剂为光稳定剂、 热稳定剂、防老化剂、甲醛捕捉剂、色料和填料中的一种或几种。
更优选地，所述甲醛与三聚氰胺的摩尔比为4:1～2:1，固体含量为70％～ 80％；所述固体羟甲基三聚氰胺为固体三羟甲基三聚氰胺、固体四羟甲基三聚氰 胺、固体六羟甲基三聚氰胺、部分甲醚化羟甲基三聚氰胺、部分丁醚化羟甲基 三聚氰胺单体或初聚体中的一种或几种；所述极性溶剂为脱盐水或蒸馏水；所 述表面活性剂为水溶液或无溶剂型的烷基磺酸钠或钾盐类、烷基苯磺酸钠或钾 盐类、烷基萘磺酸盐、烷基硫酸钠盐或钾盐、烷基羧酸盐、聚氧乙烯醚硫酸钠 或钾盐、烷基烯烃磺酸盐、聚氧乙烯醚类、链烷醇酰胺、氧化胺、硅表面活性 剂和氟碳表面活性剂中的一种或几种；所述物理发泡剂为低沸点的烷烃、卤代 烃、醇、醚、酯、酮中的一种或几种，所述化学发泡剂为碳酸盐或碳酸氢盐、 偶氮二碳酰胺、异氰酸酯和氯化铵中的一种或几种；所述有机酸为乙酸、丙酸、 草酸、柠檬酸、棕榈酸、苯甲酸、氨基磺酸和谷氨酸中的一种或几种，所述无 机酸为盐酸、磷酸、硫酸、硝酸、亚硫酸、焦磷酸和硼酸中的一种或几种。
一种高密度软质三聚氰胺泡沫的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体；
(2)按比例将水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体、极性溶剂、表面活性剂和添 加剂在恒温搅拌罐体中混合均匀得到混合物A；
(3)按比例将混合物A与固体羟甲基三聚氰胺在恒温的单螺杆挤出机或 双螺杆挤出机中混合均匀得到混合物B；
(4)按比例将混合物B与发泡剂在双螺杆挤出机中混合均匀得到混合物 C；
(5)按比例将混合物C与固化剂在恒温的高速混合器中混合均匀得到混 合物D；
(6)混合物D在微波发泡装置中经过微波辐射发泡、固化、干燥、淬火得 到高密度软质三聚氰胺泡沫。
作为优选，所述步骤(3)中的混合物B的固含量为70％～99％。
更优选地，所述步骤(2)、(3)、(4)的混合转速为100～500转/min；所述 步骤(5)的混合转速为500～3000转/min；所述混合物A、混合物B、混合物 C的物料温度为20～40℃；所述混合物D的物料温度为10～30℃；所述步骤(6) 中微波辐射功率为1kW～10kW/kg，辐射发泡时间为1min～20min，干燥温度为 150～250℃，干燥时间为10～60min。
本发明的有益效果在于：
本发明以水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体和固体羟甲基三聚氰胺为基料制备 三聚氰胺泡沫，增加了树脂的分子量和官能度，并且提高了固体含量，达到提 高三聚氰胺泡沫的密度和强度的目的；本发明所述高密度软质三聚氰胺泡沫可 广泛用于建筑领域的隔热、隔音、装饰，交通运输领域的降噪、隔热、缓冲， 工业领域的设备管道保温、保冷、降噪，民用领域的清洁、卫生带、衬垫，尤 其适用于坐垫、沙发、绝热保温、清洁等领域。
具体实施方式
本发明的高密度软质三聚氰胺泡沫中各成份的重量份变化较大，制备过程 中的具体参数也可变化，所以本发明的实施例非常多，根本不能穷举；下面结 合三个具体实施例对本发明作进一步说明，但毫无疑问，这三个实施例并非对 本发明技术方案的限制。
实施例1：
按以下步骤制备高密度软质三聚氰胺泡沫：
(1)按常规方法制备3200g固含量为75％、制备原料甲醛与三聚氰胺的摩 尔比为3:1的水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体；
(2)将上述水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体和80g烷基酚聚氧乙烯醚(简称 OP-10)、8g双氰胺在恒温搅拌罐体中混合均匀得到混合物A，搅拌转速为250 转/min，混合物A的温度为30℃；
(3)将上述混合物A与800g四羟甲基三聚氰胺分别通过计量输送泵和计 量喂料机输送至恒温的双螺杆挤出机混合均匀得到混合物B，混合转速为150 转/min，物料B的温度为30℃；
(4)将上述混合物B从双螺杆挤出机挤出来后送入另一双螺杆挤出机与 通过计量泵送至双螺杆挤出机的400g三氯三氟乙烷混合均匀得到混合物C，混 合转速180转/min，物料C的温度为25℃；
(5)将上述混合物C从双螺杆挤出机挤出来后送到高速混合器与通过计 量泵送至高速混合器的120g苯甲酸恒温混合均匀得到混合物D，混合转速2000 转/min，物料D的温度为20℃；
(6)混合物D在微波发泡装置中经过微波辐射、熟化、干燥、淬火得到高 密度软质三聚氰胺泡沫，微波辐射功率为6.3kW/kg混合物D，辐射时间3min， 干燥温度为220℃，干燥时间20分钟。
通过上述方法制备的高密度软质三聚氰胺泡沫的密度为14.3kg/m3，拉伸强 度为170.0kpa，断裂伸长率为18.8％。
实施例2：
按以下步骤制备高密度软质三聚氰胺泡沫：
(1)按常规方法制备2000g固含量为78％、制备原料甲醛与三聚氰胺的摩 尔比为3:1的水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体；
(2)将上述水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体和188g脱盐水、120g十二烷基 聚氧乙烯醚硫酸钠(简称AES)、20g滑石粉在恒温搅拌罐体中混合均匀得到混 合物A，搅拌转速为250转/min，混合物A的温度为30℃；
(3)将上述混合物A与2000g四羟甲基三聚氰胺分别通过计量输送泵和计 量喂料机输送至恒温的双螺杆挤出机混合均匀得到混合物B，混合转速为150 转/min，物料B的温度为28℃；
(4)将上述混合物B从双螺杆挤出机挤出来后送入另一双螺杆挤出机与 通过计量泵送至双螺杆挤出机的480g环戊烷混合均匀得到混合物C，混合转速 180转/min，物料C的温度为24℃；
(5)将上述混合物C从双螺杆挤出机挤出来后送到高速混合器与通过计 量泵送至高速混合器的140g草酸恒温混合均匀得到混合物D，混合转速1500 转/min，物料D的温度为21℃；
(6)混合物D在微波发泡装置中经过微波辐射、熟化、干燥、淬火得到高 密度软质三聚氰胺泡沫，微波辐射功率为3.6kW/kg混合物D，辐射时间8min， 干燥温度为180℃，干燥时间40分钟。
通过上述方法制备的高密度软质三聚氰胺泡沫密度为22.0kg/m3，拉伸强度 为180.9kpa，断裂伸长率为13.6％。
实施例3：
按以下步骤制备高密度软质三聚氰胺泡沫：
(1)按常规方法制备2000g固含量为73％、制备原料甲醛与三聚氰胺的摩 尔比为2:1的水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体；
(2)将上述水性三聚氰胺甲醛树脂初聚体和68g乙醇、80g十二烷基硫酸 钠、40g十二烷基聚氧乙烯醚、8g双氰胺、20g滑石粉在恒温搅拌罐体中混合均 匀得到混合物A，搅拌转速为250转/min，混合物A的温度为30℃；
(3)将上述混合物A与预先混合好的1000g四羟甲基三聚氰胺和1000g 六羟甲基三聚氰胺分别通过计量输送泵和计量喂料机输送至恒温的双螺杆挤出 机混合均匀得到混合物B，混合转速为150转/min，物料B的温度为28℃；
(4)将上述混合物B从双螺杆挤出机挤出来后送入另一双螺杆挤出机与 通过计量泵送至双螺杆挤出机的400g石油醚混合均匀得到混合物C，混合转速 160转/min，物料C的温度为26℃；
(5)将上述混合物C从双螺杆挤出机挤出来后送到高速混合器与通过计 量泵送至高速混合器的200g苯甲酸恒温混合均匀得到混合物D，混合转速1800 转/min，物料D的温度为23℃；
(6)混合物D在微波发泡装置中经过微波辐射、熟化、干燥、淬火得到高 密度软质三聚氰胺泡沫，微波辐射功率为4.5kW/kg混合物D，辐射时间5min， 干燥温度为200℃，干燥时间30分钟。
通过上述方法制备的高密度软质三聚氰胺泡沫密度为18.1kg/m3，拉伸强度 为166.0kpa，断裂伸长率为17.3％。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制， 只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视 为落入本发明专利的权利保护范围内。