[发明专利]一种高强度耐高温环氧改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料及其制备方法，特别涉及一种具有较高力学强度且能耐250℃~300℃高温的环氧改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料及其制备方法。

背景技术

泡沫塑料由于具有优异的综合性能而广泛应用于运输、冷藏、建筑、绝热等领域。如民用供热系统的热水管道一般采用硬质聚氨酯泡沫塑料或泡沫混凝土、玻璃棉、岩棉等作保温材料，其中硬质聚氨酯泡沫塑料的保温保冷性能十分优异，但其缺点是耐高温性差，最高长期使用温度不超过100 ℃，无法满足高温蒸汽管道的保温需求，而泡沫混凝土、玻璃棉、岩棉等尽管具有较好的耐热性，但这类材料的吸水性强、容易变形并易腐蚀管道。

聚异氰脲酸酯泡沫塑料相对聚氨酯泡沫塑料而言具有较好的耐热性，其长期使用温度可达150℃。但纯聚异氰脲酸酯泡沫塑料的交联密度高，性能极脆，没有什么实用价值。为了克服聚异氰脲酸酯泡沫塑料的缺点，科技工作者进行了大量的改性研究，目前，这些改性多集中在以聚氨酯为增韧剂的改性方面，如江苏省化工研究所（聚氨酯工业，2002，17（4）：24~27）研制了能耐150℃高温的聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫塑料，中国工程物理研究院化工材料研究所（塑料工业，2010，38（10）：17~20）也开展了聚氨酯改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料的研究工作。上述研究改善了聚异氰脲酸酯泡沫塑料的脆性，但所研制材料的耐热性有限，且其压缩强度很低，无法满足更高温度环境及承力环境的应用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度耐高温环氧改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料及其制备方法。采用本发明方法制备的环氧改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料，不仅具有优异的耐热性能，同时还具有较高的压缩强度，可以满足对力学性能有较高要求、且使用温度在250℃~300℃应用环境的需求。

为实现该目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明的环氧改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料，其配方组成的质量百分含量为：

异氰酸酯：40%~88%

环氧树脂：10%~50%

发泡剂：0%~20%

泡沫稳定剂：1%~10%

催化剂：0.1%~5%

增强剂：0%~30%

所述的异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（简称MDI）、多元醇改性4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（简称U-MDI）、碳化二亚胺改性4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（简称C-MDI）、六亚甲基二异氰酸酯（简称HDI）中的一种或以上，其质量百分含量为45%~85%。

所述的环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环族环氧树脂、橡胶改性环氧树脂中的一种或以上，其质量百分含量为10%~50%。

所述的发泡剂为水、1-一氟1,1-二氯乙烷（HCFC-141b）、1, 1, 1-二氟一氯乙烷( HCFC -142b)、1, 1, 1-三氟2, 2-二氯乙烷( HCFC-123)、二氟一氯甲烷( HCFC-22) 、1, 1, 1, 2-四氟乙烷( HFC-134a) 、1, 1-二氟乙烷( HFC-152a)、1, 1, 1-三氟丁烷( HFC-365mfc) 、1, 1, 3, 3, 3-五氟丙烷( HFC-245fa)、二氯甲烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、液态CO₂中的一种或以上，其质量百分含量为0%~20%。

所述的泡沫稳定剂为硅油，其质量百分含量为1%~10%。

所述的催化剂为三乙基膦、三苯基膦、三正丁基膦、三乙烯二胺、三乙胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)、2-乙基4-甲基咪唑（2,4-EMI）、二丁基二甲氧基锡、二（三丁基锡）氧化物、二丁基氧化锡、三氯化铝中的一种或以上。

所述的增强剂为空心玻璃微珠、二氧化硅、蒙脱土、玻璃纤维、晶须、珍珠岩、云母中的一种或以上，其质量百分含量为0%~30%。

本发明的环氧改性聚异氰脲酸酯泡沫塑料的制备方法，依次包括以下步骤：

（1）将异氰酸酯、环氧树脂、泡沫稳定剂、增强剂加入到容器中，搅拌均匀；

（2）向步骤（1）的原料中加入发泡剂，搅拌均匀；

（3）向步骤（2）的原料中加入催化剂，在1000~4000rpm的转速下搅拌10s~60s；