一種起重機用的三苯基硼酸酯改性三聚氰胺的阻燃吸音泡沫材料及其製備方法與流程

2023-10-10 23:04:49

本發明涉及到吸音、隔音材料的技術領域，特別是指一種起重機用的三苯基硼酸酯改性三聚氰胺的阻燃吸音泡沫材料及其製造方法。

背景技術：

噪音可刺激神經系統，使之產生抑制，長期在噪音環境下工作的人，還會引起神經衰弱症候群，噪音的危害是多方面的。噪音不僅對人們正常生活和工作造成極大幹擾，影響人們交談、思考，影響人的睡眠，使人產生煩躁、反應遲鈍，工作效率降低，分散注意力，引起工作事故，更嚴重的情況是噪音可使人的聽力和健康受到損害。環境噪聲的來源有很多，主要分為城市建設噪聲、工業機器噪聲、交通運輸噪聲以及家用電器噪聲等等。噪聲遍布在人們生活的四周，具有多發性、局部性和暫時性等特點。

三聚氰胺泡沫塑料又稱蜜胺泡沫塑料，是三聚氰胺甲醛樹脂經過發泡工藝而製備出的一種本徵型阻燃泡沫材料。該泡沫具有良好的隔熱性、穩定性、耐溼熱性以及吸聲性，所以三聚氰胺泡沫特別適用於阻燃、高溫、低頻噪音吸收等環境條件下使用，是一種發展前景非常好的新型環保材料。三聚氰胺泡沫是世界上最輕的泡沫之一，輕質、阻燃、穩定性好等優點使得三聚氰胺泡沫在建築、交通、化工等行業的應用前景十分廣闊。

作者王天坤等在三聚氰胺甲醛樹脂改性及泡沫的製備與研究一文中，用聚乙烯醇和聚乙烯醇縮丁醛改性三聚氰胺甲醛樹脂，分別合成了三聚氰胺/多聚甲醛/聚乙烯醇（PVA）改性樹脂和三聚氰胺/多聚甲醛/PVA/聚乙烯醇縮丁醛（PVB）改性樹脂，並分別向3種樹脂中加入一定量的發泡劑和固化劑等，對樹脂進行發泡製成泡沫。改性後泡沫材料的泡孔均勻性明顯變好；泡沫耐熱性能佳，並且密度低，可用作輕質耐熱阻燃吸音材料。

技術實現要素：

本發明目的在於提供一種起重機用的三苯基硼酸酯改性三聚氰胺的阻燃吸音泡沫材料及其製備方法。

為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案：

一種起重機用的三苯基硼酸酯改性三聚氰胺的阻燃吸音泡沫材料，其特徵在於，其由如下重量份的原料製備而成：三聚氰胺200份、37%甲醛溶液120-150份、多聚甲醛40-50份、環氧羧甲基纖維素8-10份、氫氧化鈉15-20份、異佛爾酮二異氰酸酯12-15份、甲基三甲氧基矽烷15-20份、硼酸鋅12-15份、十二烷基二甲基苄基氯化銨5-6份、1,1-雙(叔丁基過氧基)環己烷1-2份、二硫化二異丙基黃原酸酯1-2份、醋酸乙烯酯15-20份、甲苯120-150份、乙醇120-150份、乙醇鈉3-4份、對羥基苯甲酸5-8份、氯仿120-150份、多聚磷酸3-4份、正戊烷8-10份、草酸5-8份、三苯基硼酸酯15-20份、適量的六次甲基四胺、適量的去離子水。

所述的起重機用的三苯基硼酸酯改性三聚氰胺的阻燃吸音泡沫材料，其特徵在於，其由如下步驟製備而成：

（1）將環氧羧甲基纖維素、氫氧化鈉和相當於氫氧化鈉重量份35-40倍的去離子水超聲混合30-40min，加入異佛爾酮二異氰酸酯、甲基三甲氧基矽烷和硼酸鋅，攪拌混合均勻，升溫至90℃，加入十二烷基二甲基苄基氯化銨，攪拌反應4-6h，升溫至140℃，繼續攪拌2-3h，得到改性硼酸鋅；

（2）將1,1-雙(叔丁基過氧基)環己烷、二硫化二異丙基黃原酸酯和醋酸乙烯酯超聲分散在甲苯中，升高溫度至50-60℃，攪拌反應10-12h，過濾，洗滌，乾燥；將乾燥後的濾餅分散在乙醇中，加入乙醇鈉，35-45℃，進行醇解6-8h，減壓蒸餾，洗滌，乾燥；將醇解後的產物、對羥基苯甲酸分散於氯仿中，加入多聚磷酸，回流反應5-8h，得到接枝取代的聚乙烯醇；

（3）將37%甲醛溶液、多聚甲醛和適量的去離子水配成50%甲醛溶液，在機械攪拌作用下加入六次甲基四胺調節pH為8.0-8.5，升溫至65-70℃，攪拌30-40min，溶液澄清透明後冷卻至25℃，加入三苯基硼酸酯，升高溫度至100-120℃，反應4-6h，冷卻至25℃，加入三聚氰胺，充分攪拌升溫至40℃，加入改性硼酸鋅和接枝取代的聚乙烯醇後繼續升溫至80℃，反應4-6h後置於冰水浴中降至25℃，在25℃水浴環境下向冷卻的樹脂中加入發泡劑正戊烷、固化劑草酸，充分攪拌2min後倒入模具，置於120℃烘箱發泡固化2-3h，降溫至70℃後固化2-4h，脫模出料。

相比於現有的吸音材料，本發明具有如下有益效果：

本發明的阻燃吸音材料使用三聚氰胺為主要原料，它本身就具有阻燃性、隔熱性、耐溼熱性，不用額外地添加阻燃劑；在弱鹼的條件下，三苯基硼酸酯與甲醛反應生成羥甲基化的三苯基硼酸酯，三聚氰胺再與甲醛、羥甲基化的三苯基硼酸酯反應生成羥甲基三聚氰胺，聚乙烯醇能與羥甲基三聚氰胺的端羥基進行反應，在三聚氰胺樹脂的兩個三嗪基之間加入碳鏈以增加剛性環間的距離；使用對羥基苯甲酸對聚乙烯醇進行接枝取代，向三聚氰胺甲醛樹脂中引入柔性鏈段，柔性鏈段穿插在三維立體結構中，改善三聚氰胺甲醛樹脂的性能，從而解決三聚氰胺泡沫發泡難等問題，增加三聚氰胺泡沫的柔韌性；加入硼酸鋅，並用活性有機矽氧烷與異氰酸酯化物交聯包覆在硼酸鋅的表面，增加硼酸鋅在三聚氰胺甲醛樹脂中的分散性，不僅增加泡沫材料的阻燃性能，也能加強泡沫材料的機械強度。

具體實施方式

本實施例的起重機用的三苯基硼酸酯改性三聚氰胺的阻燃吸音泡沫材料，其由如下重量份的原料製備而成：三聚氰胺200份、37%甲醛溶液150份、多聚甲醛50份、環氧羧甲基纖維素10份、氫氧化鈉20份、異佛爾酮二異氰酸酯15份、甲基三甲氧基矽烷20份、硼酸鋅15份、十二烷基二甲基苄基氯化銨6份、1,1-雙(叔丁基過氧基)環己烷2份、二硫化二異丙基黃原酸酯2份、醋酸乙烯酯20份、甲苯150份、乙醇150份、乙醇鈉4份、對羥基苯甲酸8份、氯仿150份、多聚磷酸4份、正戊烷10份、草酸8份、三苯基硼酸酯20份、適量的六次甲基四胺、適量的去離子水。

本實施例的起重機用的三苯基硼酸酯改性三聚氰胺的阻燃吸音泡沫材料，其由如下步驟製備而成：

（1）將環氧羧甲基纖維素、氫氧化鈉和相當於氫氧化鈉重量份35倍的去離子水超聲混合40min，加入異佛爾酮二異氰酸酯、甲基三甲氧基矽烷和硼酸鋅，攪拌混合均勻，升溫至90℃，加入十二烷基二甲基苄基氯化銨，攪拌反應6h，升溫至140℃，繼續攪拌3h，得到改性硼酸鋅；

（2）將1,1-雙(叔丁基過氧基)環己烷、二硫化二異丙基黃原酸酯和醋酸乙烯酯超聲分散在甲苯中，升高溫度至60℃，攪拌反應12h，過濾，洗滌，乾燥；將乾燥後的濾餅分散在乙醇中，加入乙醇鈉，45℃，進行醇解8h，減壓蒸餾，洗滌，乾燥；將醇解後的產物、對羥基苯甲酸分散於氯仿中，加入多聚磷酸，回流反應8h，得到接枝取代的聚乙烯醇；

（3）將37%甲醛溶液、多聚甲醛和適量的去離子水配成50%甲醛溶液，在機械攪拌作用下加入六次甲基四胺調節pH為8.5，升溫至70℃，攪拌40min，溶液澄清透明後冷卻至25℃，加入三苯基硼酸酯，升高溫度至120℃，反應6h，冷卻至25℃，加入三聚氰胺，充分攪拌升溫至40℃，加入改性硼酸鋅和接枝取代的聚乙烯醇後繼續升溫至80℃，反應6h後置於冰水浴中降至25℃，在25℃水浴環境下向冷卻的樹脂中加入發泡劑正戊烷、固化劑草酸，充分攪拌2min後倒入模具，置於120℃烘箱發泡固化3h，降溫至70℃後固化4h，脫模出料。

經測試，本實施例的阻燃吸音泡沫材料的彎曲強度大於40MPa，衝擊強度大於70KJ/m2，降低噪聲大於10dB。