论文部分内容阅读
与其它泡沫塑料相比,蜜胺泡沫塑料(MFF)兼具阻燃、保温、降噪、耐高低温、安全卫生等优点,是一种环境友好的多功能泡沫塑料,成为当今研究的热点。但未经改性的蜜胺树脂(MFR)是一种包含三嗪环刚性成份的三维网状的热固性树脂,交联点多、发泡困难,获得的泡沫脆性大、韧性差、粉化严重,综合性能差。因此,改善蜜胺泡沫的韧性、降低其脆性、克服其粉化性、成为开发综合性能优良、阻燃保温用新型蜜胺硬质泡沫的关键。 本文选取三-(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THIEC)、3-氨基-1-丙醇两种改性剂分别对三聚氰胺甲醛树脂(MFR)进行化学改性,然后将制备得到的树脂液进行普通热发泡,得到蜜胺泡沫塑料。通过正交实验结合具体操作对树脂增韧的制备过程进行了优化(原料配比、制备温度、反应pH、反应时间、改性剂用量、发泡用树脂固含量、粘度等),由观察法和浊点法对反应终点进行了判断;利用核磁(13CNMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)对MFR的结构、组成进行分析;探究了固化剂、发泡剂、成核剂、红外吸收剂等其它添加剂用量及发泡温度、时间等工艺条件对泡沫塑料用途及表观形态的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对泡沫的形态结构进行表征;利用压缩强度测试仪、导热系数仪、TG/静态热稳定性分析、LOI/UL-94测试、驻波管对三聚氰胺甲醛树脂泡沫的力学强度、保温性、耐高温性、阻燃性、隔音性进行了测定及分析;此外,还使用浸渍法对泡沫进行了表面疏水改性,并对改性后的泡沫进行了吸水率的测定。 本论文研究内容与结果主要由如下两个部分组成: 1.三聚氰胺甲醛树脂合成工艺条件的优化及改性研究。利用三聚氰胺、福尔马林、多聚甲醛、甲醇、改性剂三-(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THIEC)、3-氨基-1-丙醇合成得到适宜发泡的蜜胺树脂液。通过正交实验表明,MFR制备的最佳工艺为:摩尔比三聚氰胺(MA)∶甲醛(FM)∶甲醇=1∶3∶5、固体甲醛∶液体甲醛=7∶3、羟甲基化pH=8.5,T=80~90℃,t=30~60min、缩聚反应pH=5.5,T=50~60℃,t=45~70min;终止反应指标:出现白色可分散丝状物,后期脱水t=30~50min,T=40~50℃,至固含量≥75%,粘度约1000cP;改性剂THIEC、3-氨基-1-丙醇最佳用量分别为三聚氰胺质量的15%和10%。 2.蜜胺泡沫的制备及综合性能分析。将合成得到的MFR与乳化剂、固化剂、发泡剂、成核剂等混合搅拌均匀,采用普通热发泡得到蜜胺泡沫。实验表明,蜜胺泡沫最佳制备条件为:发泡剂用量10%、固化剂用量6%、乳化剂用量2%、成核剂用量2%、红外吸收剂用量1%(以上用量均为占树脂液的质量百分数)、发泡温度80℃;此时得到的蜜胺泡沫综合性能指标较好:THIEC改性泡沫压缩强度145kPa、密度60kg/m3;导热系数0.032W· m-1·K-1、热解温度390.7℃、氧指数33.5、UL-94测试V0、平均吸声系数低频0.72、高频0.91;此外,疏水改性硅油-二氯甲烷溶液浓度2.5%、硅油与泡沫质量最佳配比0.5∶1,吸水率2.9%。