本發明涉及塑料材料這一
技術領域：
，特別涉及到一種減震泡沫塑料材料的制備方法。
背景技術：
：復合泡沫塑料是由空心微粒、填充聚合物基體而制成的復合材料，是一種新型的高強度、低密度復合材料。與傳統的泡沫塑料在聚合反應或者固化反應過程中物理的或化學的發泡作用產生泡沫結構不同，其泡沫結構是由空心微粒內部的空腔構成，所以通過調節空心微粒的密度和加入量較容易控制氣泡的大小和分布，材料的密度和機械性能，以滿足不同的用途。復合泡沫塑料具有低密度、高強度等優點，可用作隔熱材料、輕質高強夾芯材料、防振包裝材料、漂浮材料、飛機吸音材料等；以其為芯材的復合夾層板具有輕質、高強、耐沖擊、抗裂紋擴展性好，吸水率低等優點，可用于制造船體外殼、飛機制件、水陸兩用坦克車浮筒、彈藥箱、包裝箱等；以其質輕、介電性能和尺寸穩定性好，可用作電子工業的灌封料和絕緣材料，水下裝置部件和漂浮件。以其為原料制備的人造木材和大理石，具有良好的可加工性，可作為模型材料。還可用作檢驗裝置的輕型基礎。由于耐油、耐溶劑、尺寸穩定，能長期使用。隨著高新技術特別是以航空航天為代表的高新領域的不斷發展,對復合泡沫塑料的性能、用途提出了更高的要求。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供一種減震泡沫塑料材料的制備方法，該工藝利用特異性的空心玻璃微球進行偶聯反應，使環氧樹脂、聚氯乙烯、聚酰亞胺、硅藻土、炭黑等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復合材料的性能，然后通過澆注模具、表面活化處理、脫模烘干等一系列操作后得到復合塑料材料。制備而成的減震泡沫塑料材料，其緩沖減震效果好、質輕阻燃、絕緣性好，具有較好的應用前景。同時還公開了由該制備方法制得的減震泡沫塑料材料在電子工業灌封料、絕緣材料、水下裝置部件和漂浮件中的應用。本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種減震泡沫塑料材料的制備方法，由以下步驟組成：(1)將玻璃粉末和發泡劑噴入到高溫爐中加熱反應，加熱溫度為950℃，持續保溫時間15-20分鐘，自然冷卻，得到空心玻璃微球,其中噴射速率為5g/sec；(2)用無水乙醇清洗步驟(1)中的空心玻璃微球，置于通風櫥中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)將無水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的質量比混合配成溶液，然后加入5-8份的偶聯劑，置于磁力攪拌器上攪拌30-40分鐘，形成偶聯劑溶液；(4)將步驟(3)得到的偶聯劑溶液倒入裝有干燥空心玻璃微球的容器內，攪拌均勻以后用超聲激振器處理60-80分鐘，超聲激振器的頻率為300hz,然后過濾，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)將環氧樹脂8-20份、聚氯乙烯5-10份、聚酰亞胺4-9份、硅藻土5-8份、炭黑3-6份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至60℃預熱，同時加入步驟(4)偶聯劑處理過的空心玻璃微球，攪拌均勻后，加入固化劑1-4份和增韌劑2-3份，溫度加熱上升至260-300℃，反應時間4-5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入消泡劑1-3份，保溫反應30min；(6)將步驟(5)的反應液自然冷卻至70-80℃，再次加入固化劑1-2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡30-60min，然后進行脫模；(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。優選地，所述步驟(1)中的發泡劑選自二氯甲烷、丙酮、異氰酸酯、環戊烷中的一種或幾種。優選地，所述步驟(1)中的玻璃粉末和發泡劑的比例為11:3。優選地，所述步驟(3)中偶聯劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ―氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。優選地，所述步驟(5)中環氧樹脂和空心玻璃微球的質量比為4:1。優選地，所述步驟(5)中固化劑選自乙二胺、二乙烯三胺、間二甲苯、二氨基二苯基砜中的一種或幾種優選地，所述步驟(5)中增韌劑選自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈中的一種或幾種優選地，所述步驟(5)中消泡劑選自高碳醇、苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯、二甲基硅油中的一種或幾種。優選地，所述步驟(7)中表面活化劑的組成為直鏈烷基苯磺酸鈉5份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3份、十二烷基苯磺酸鈉2份、對甲苯磺酰胺甲醛樹脂1份、過氧化羥基異丙苯4份、乙酸松油酯3份、1-苯基環戊烷羧酸2份、三氯乙醛3份、去離子水15份本發明還提供了由上述制備方法得到的減震泡沫塑料材料在電子工業灌封料、絕緣材料、水下裝置部件和漂浮件中的應用。本發明與現有技術相比，其有益效果為：(1)本發明的一種減震泡沫塑料材料的制備方法利用特異性的空心玻璃微球進行偶聯反應，使環氧樹脂、聚氯乙烯、聚酰亞胺、硅藻土、炭黑等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復合材料的性能，然后通過澆注模具、表面活化處理、脫模烘干等一系列操作后得到復合塑料材料。制備而成的減震泡沫塑料材料，其緩沖減震效果好、質輕阻燃、絕緣性好，具有較好的應用前景。(2)本發明的減震泡沫塑料材料原料易得、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對發明的技術方案進行詳細說明。實施例1(1)將玻璃粉末和二氯甲烷噴入到高溫爐中加熱反應，加熱溫度為950℃，持續保溫時間15分鐘，自然冷卻，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和發泡劑的比例為11:3，玻璃粉末的噴射速率為5g/sec；(2)用無水乙醇清洗步驟(1)中的空心玻璃微球，置于通風櫥中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)將無水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的質量比混合配成溶液，然后加入5份的乙烯基三乙氧基硅烷，置于磁力攪拌器上攪拌30分鐘，形成偶聯劑溶液；(4)將步驟(3)得到的偶聯劑溶液倒入裝有干燥空心玻璃微球的容器內，攪拌均勻以后用超聲激振器處理60分鐘，超聲激振器的頻率為300hz，然后過濾，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)將環氧樹脂8份、聚氯乙烯5份、聚酰亞胺4份、硅藻土5份、炭黑3份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至60℃預熱，同時加入步驟(4)偶聯劑處理過的空心玻璃微球，攪拌均勻后，加入乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，溫度加熱上升至260℃，反應時間4h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入高碳醇1份，保溫反應30min，其中環氧樹脂和空心玻璃微球的質量比為4:1；(6)將步驟(5)的反應液自然冷卻至70℃，再次加入乙二胺1份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡30min，然后進行脫模；(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的減震泡沫塑料材料的性能測試結果如表1所示。實施例2(1)將玻璃粉末和丙酮噴入到高溫爐中加熱反應，加熱溫度為950℃，持續保溫時間17分鐘，自然冷卻，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和發泡劑的比例為11:3，玻璃粉末的噴射速率為5g/sec；(2)用無水乙醇清洗步驟(1)中的空心玻璃微球，置于通風櫥中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)將無水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的質量比混合配成溶液，然后加入6份的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，置于磁力攪拌器上攪拌33分鐘，形成偶聯劑溶液；(4)將步驟(3)得到的偶聯劑溶液倒入裝有干燥空心玻璃微球的容器內，攪拌均勻以后用超聲激振器處理65分鐘，超聲激振器的頻率為300hz，然后過濾，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)將環氧樹脂12份、聚氯乙烯7份、聚酰亞胺5份、硅藻土6份、炭黑4份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至60℃預熱，同時加入步驟(4)偶聯劑處理過的空心玻璃微球，攪拌均勻后，加入二乙烯三胺2份和苯乙烯-丁二烯聚合物2份，溫度加熱上升至280℃，反應時間4.3h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入苯乙醇油酸酯2份，保溫反應30min，其中環氧樹脂和空心玻璃微球的質量比為4:1；(6)將步驟(5)的反應液自然冷卻至72℃，再次加入二乙烯三胺1份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡40min，然后進行脫模；(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的減震泡沫塑料材料的性能測試結果如表1所示。實施例3(1)將玻璃粉末和異氰酸酯噴入到高溫爐中加熱反應，加熱溫度為950℃，持續保溫時間18分鐘，自然冷卻，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和發泡劑的比例為11:3，玻璃粉末的噴射速率為5g/sec；(2)用無水乙醇清洗步驟(1)中的空心玻璃微球，置于通風櫥中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)將無水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的質量比混合配成溶液，然后加入7份的γ―氨丙基三甲氧基硅烷，置于磁力攪拌器上攪拌38分鐘，形成偶聯劑溶液；(4)將步驟(3)得到的偶聯劑溶液倒入裝有干燥空心玻璃微球的容器內，攪拌均勻以后用超聲激振器處理75分鐘，超聲激振器的頻率為300hz，然后過濾，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)將環氧樹脂16份、聚氯乙烯9份、聚酰亞胺7份、硅藻土7份、炭黑5份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至60℃預熱，同時加入步驟(4)偶聯劑處理過的空心玻璃微球，攪拌均勻后，加入間二甲苯3份和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物3份，溫度加熱上升至290℃，反應時間4.7h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入苯乙酸月桂醇酯2份，保溫反應30min，其中環氧樹脂和空心玻璃微球的質量比為4:1；(6)將步驟(5)的反應液自然冷卻至76℃，再次加入間二甲苯2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡50min，然后進行脫模；(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的減震泡沫塑料材料的性能測試結果如表1所示。實施例4(1)將玻璃粉末和環戊烷噴入到高溫爐中加熱反應，加熱溫度為950℃，持續保溫時間20分鐘，自然冷卻，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和發泡劑的比例為11:3，玻璃粉末的噴射速率為5g/sec；(2)用無水乙醇清洗步驟(1)中的空心玻璃微球，置于通風櫥中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)將無水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的質量比混合配成溶液，然后加入8份的3-氨丙基三甲氧基硅烷，置于磁力攪拌器上攪拌40分鐘，形成偶聯劑溶液；(4)將步驟(3)得到的偶聯劑溶液倒入裝有干燥空心玻璃微球的容器內，攪拌均勻以后用超聲激振器處理80分鐘，超聲激振器的頻率為300hz，然后過濾，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)將環氧樹脂20份、聚氯乙烯10份、聚酰亞胺9份、硅藻土8份、炭黑6份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至60℃預熱，同時加入步驟(4)偶聯劑處理過的空心玻璃微球，攪拌均勻后，加入二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，溫度加熱上升至300℃，反應時間5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入二甲基硅油3份，保溫反應30min，其中環氧樹脂和空心玻璃微球的質量比為4:1；(6)將步驟(5)的反應液自然冷卻至80℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡60min，然后進行脫模；(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的減震泡沫塑料材料的性能測試結果如表1所示。對比例1(1)將玻璃粉末和二氯甲烷噴入到高溫爐中加熱反應，加熱溫度為950℃，持續保溫時間15分鐘，自然冷卻，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和發泡劑的比例為11:3，玻璃粉末的噴射速率為5g/sec；(2)用無水乙醇清洗步驟(1)中的空心玻璃微球，置于通風櫥中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)將無水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的質量比混合配成溶液，然后加入5份的乙烯基三乙氧基硅烷，置于磁力攪拌器上攪拌30分鐘，形成偶聯劑溶液；(4)將步驟(3)得到的偶聯劑溶液倒入裝有干燥空心玻璃微球的容器內，攪拌均勻以后用超聲激振器處理60分鐘，超聲激振器的頻率為300hz，然后過濾，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)將環氧樹脂8份、聚酰亞胺4份、硅藻土5份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至60℃預熱，同時加入步驟(4)偶聯劑處理過的空心玻璃微球，攪拌均勻后，加入乙二胺1份和甲基丙烯酸甲酯2份，溫度加熱上升至260℃，反應時間4h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入高碳醇1份，保溫反應30min，其中環氧樹脂和空心玻璃微球的質量比為4:1；(6)將步驟(5)的反應液自然冷卻至70℃，再次加入乙二胺1份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；(7)將步驟(6)的模具放入到表面活化劑中處理，浸泡30min，然后進行脫模；(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的減震泡沫塑料材料的性能測試結果如表1所示。對比例2(1)將玻璃粉末和環戊烷噴入到高溫爐中加熱反應，加熱溫度為950℃，持續保溫時間20分鐘，自然冷卻，得到空心玻璃微球，其中玻璃粉末和發泡劑的比例為11:3，玻璃粉末的噴射速率為5g/sec；(2)用無水乙醇清洗步驟(1)中的空心玻璃微球，置于通風櫥中吹干，然后放入120℃烘箱中烘干2h；(3)將無水乙醇：冰醋酸：水按照11:2:4的質量比混合配成溶液，然后加入8份的3-氨丙基三甲氧基硅烷，置于磁力攪拌器上攪拌40分鐘，形成偶聯劑溶液；(4)將步驟(3)得到的偶聯劑溶液倒入裝有干燥空心玻璃微球的容器內，攪拌均勻以后用超聲激振器處理80分鐘，超聲激振器的頻率為300hz，然后過濾，放入120℃烘箱中烘干5h；(5)將環氧樹脂20份、聚氯乙烯10份、聚酰亞胺9份、硅藻土8份、炭黑6份混合均勻后加入馬弗爐中煅燒，加熱溫度至60℃預熱，同時加入步驟(4)偶聯劑處理過的空心玻璃微球，攪拌均勻后，加入二氨基二苯基砜4份和丙烯腈3份，溫度加熱上升至300℃，反應時間5h，然后溫度自然冷卻至160℃，加入二甲基硅油3份，保溫反應30min，其中環氧樹脂和空心玻璃微球的質量比為4:1；(6)將步驟(5)的反應液自然冷卻至80℃，再次加入二氨基二苯基砜2份，攪拌均勻后，澆注到模具中，室溫固化24h；(7)將步驟(6)的模具進行脫模；(8)將步驟(7)的脫模材料放入二氧化碳干燥箱中干燥，即得成品。制得的減震泡沫塑料材料的性能測試結果如表1所示。將實施例1-4和對比例1-2的制得的減震泡沫塑料材料分別進行密度、拉伸彈性模量、介電常數這幾項性能測試。表1密度(g/cm3)拉伸彈性模量介電常數(f/m)實施例10.83950.1532.37實施例20.72940.1622.45實施例30.77480.1692.35實施例40.80170.1792.41對比例11.12930.5383.74對比例21.84041.0934.63本發明的一種減震泡沫塑料材料的制備方法利用特異性的空心玻璃微球進行偶聯反應，使環氧樹脂、聚氯乙烯、聚酰亞胺、硅藻土、炭黑等原材料聚合在一起，通過馬沸爐加熱煅燒、添加消泡劑、固化劑、增韌劑等成分提高復合材料的性能，然后通過澆注模具、表面活化處理、脫模烘干等一系列操作后得到復合塑料材料。制備而成的減震泡沫塑料材料，其緩沖減震效果好、質輕阻燃、絕緣性好，具有較好的應用前景。本發明的減震泡沫塑料材料原料易得、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。當前第1頁12