一种耐高温发泡胶及其制备方法和应用

1.本发明属于发泡胶制备技术领域，具体涉及一种耐高温发泡胶及其制备方法和应用。


背景技术：

2.发泡胶是一种具有粘结特性和发泡特性的粘接材料，结构轻巧，制造成本低，热稳定性好，目前被广泛应用于汽车、航空航天、国防、电子、建筑等领域，具有填充、保温、隔音、减震等作用。按照配方所使用的基体树脂，可以把发泡结构中的胶粘剂分为环氧树脂型、聚氨酯型、氰酸酯型和双马来酰亚胺型等。目前最常见的发泡胶是环氧树脂型和聚氨酯型发泡胶。
3.环氧类的发泡胶运用十分广泛，但环氧类发泡胶耐热性较低，一般都在150℃以下使用，且环氧型发泡胶柔韧性差。聚氨酯发泡胶是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物，发泡速度慢，稳定性差，而且价格昂贵，难以大面积施工使用。故寻找一种耐高温、稳定的发泡体系是本领域的研究热点。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种耐高温发泡胶及其制备方法和应用。本发明提供的发泡胶具有较好的粘接强度、防水性和耐高温性，可以在高温潮湿等环境下使用。
5.为实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
6.本发明提供一种耐高温发泡胶，按重量份数计，包括树脂胶体8-15份、水12-18份、硅酸盐10-20份、防水剂5-10份、阻燃剂3-4份、发泡剂3-4份、稳泡剂1-2份、增稠剂0.5-1份。
7.目前市面上的发泡胶存在着各种问题，包括高度易燃(燃烧后会产生有毒气体，危害环境及人体健康)、有毒(使用时可能会刺激眼睛，引发过敏、呼吸道疾病等)、力学强度差等。本发明利用树脂胶体和硅酸盐复配形成有机无机杂化体系，并与防水剂、阻燃剂、稳泡剂、发泡剂、增稠剂混合，制备得到兼顾粘接强度、防水性、阻燃性和耐高温性的发泡胶，适用范围广泛。
8.优选的，稳泡剂为纤维素纳米晶体、纤维素醚、松香酸钠、单硬脂酸甘油酯中的一种或多种。
9.优选的，树脂胶体为羟基改性丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、环氧改性酚醛树脂、六氟改性环氧树脂、水性氟碳乳液、聚丙烯树脂中的一种或多种。
10.优选的，硅酸盐为蒙脱土、高岭土、莫斯科土、滑石粉、浮石粉和云母粉中的一种或多种。
11.优选的，阻燃剂为红磷和/或氢氧化铝。
12.优选的，防水剂为硅烷-硅氧烷乳液和/或永凝液。
13.优选的，发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
14.优选的，增稠剂为聚丙烯酰胺和/或羧甲基淀粉。
15.本发明还提供一种上述耐高温发泡胶的制备方法，包括以下步骤：
16.s1.将树脂胶体溶于水中，搅拌均匀，得到溶液a；
17.s2.将硅酸盐和防水剂加入溶液a中，搅拌均匀得到溶液b；
18.s3.将阻燃剂、发泡剂、稳泡剂、增稠剂加入溶液b中，搅拌均匀后常温下静置发泡，得到耐高温发泡胶。
19.优选的，步骤s1中搅拌的速度为400～500r/min；步骤s2和步骤s3中搅拌的速度均为700～800r/min。
20.本发明还提供一种由上所述的耐高温发泡胶在汽车、电子电器和建筑领域中的应用。如将本发明提供的发泡胶用于汽车顶棚、动力电池或用于墙缝、孔洞等的密封、粘结。
21.本发明的有益效果是：
22.(1)本发明利用树脂胶体和硅酸盐混合，制得有机无机杂化的发泡体系，再加入适量的防水剂、阻燃剂、稳泡剂、发泡剂、增稠剂，得到的发泡胶具有较好的粘接强度、防水性和耐高温性等特点，用途广泛，具有良好的经济效益和现实意义。
23.(2)本发明通过复配特殊的稳泡剂，与发泡剂联用能提高发泡效果，使气孔细密均匀，同时充当力学增强填料提高产品的强度。
24.(3)本发明通过将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠作为发泡剂，在常温下即可发泡，并能够与稳泡剂协同提高发泡效果。
25.(4)本发明操作简单、安全无毒，生产过程较环保安全，且使用过程中不会产生有毒气体，不易燃烧，安全性较高。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
27.本发明实施例提供一种耐高温发泡胶，按重量份数计，包括树脂胶体8-15份、水12-18份、硅酸盐10-20份、防水剂5-10份、阻燃剂3-4份、发泡剂3-4份、稳泡剂1-2份、增稠剂0.5-1份。
28.在一些优选的实施方式中，稳泡剂为纤维素纳米晶体、纤维素醚、松香酸钠、单硬脂酸甘油酯中的一种或多种，稳泡剂作为一种纳米级填料，可以使气孔细密均匀，与发泡剂联用能提高发泡效果；同时充当力学增强填料提高产品的强度。
29.在一些优选的实施方式中，树脂胶体为羟基改性丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、环氧改性酚醛树脂、六氟改性环氧树脂、水性氟碳乳液、聚丙烯树脂中的一种或多种，其与水的质量比为1:1～1:2。
30.在一些优选的实施方式中，阻燃剂为红磷和/或氢氧化铝，更优选为质量比为3:1的红磷和氢氧化铝，具有良好的阻燃效果。发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，在常温下即可发泡。
31.下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。以下实施例中所用到的纤维素
纳米晶体悬浮液通过硫酸水解棉短绒制备得到。
32.实施例1
33.一种耐高温发泡胶，按重量份数计，包括：
[0034][0035]
该耐高温发泡胶的制备方法如下：
[0036]
s1.取树脂胶体和去离子水于250ml烧杯中，打开机械搅拌器，开始搅拌，转速为400r/min，得到溶液a；
[0037]
s2.将硅酸盐和防水剂加入溶液a中，提高转速到800r/min，搅拌均匀得到溶液b；
[0038]
s3.将阻燃剂、发泡剂、稳泡剂、增稠剂依次加入溶液b中，保持转速不变，搅拌20min至混合均匀，常温下静置发泡，得到耐高温发泡胶。
[0039]
实施例2
[0040]
一种耐高温发泡胶，与实施例1的制备方法相同，不同之处在于，所用原料按重量份数计，包括：
[0041][0042][0043]
实施例3
[0044]
一种耐高温发泡胶，与实施例1的制备方法相同，不同之处在于，所用原料按重量份数计，包括：
[0045][0046]
实施例4
[0047]
一种耐高温发泡胶，与实施例1的制备方法相同，不同之处在于，所用原料按重量份数计，包括：
[0048][0049]
实施例5
[0050]
一种耐高温发泡胶，与实施例1的制备方法相同，不同之处在于，所用原料中的树脂胶体为聚丙烯树脂(中石化e02es)。
[0051]
实施例6
[0052]
一种耐高温发泡胶，与实施例1的制备方法相同，不同之处在于，所用原料中的稳泡剂为单硬脂酸甘油酯。
[0053]
性能测试：
[0054]
耐热性能测试：测试方法参照jis b2410；
[0055]
阻燃性能测试：测试方法参照gbt2408-2008，残碳率为燃烧后净重与燃烧前净重的百分比；
[0056]
拉伸性能测试：测试方法参照gb/t 7124-2008；
[0057]
防水性能测试：将产品在水中浸泡3天；
[0058]
表1实施例1～6制备的耐高温发泡胶的性能测试结果
[0059][0060]
从上表可以看出，本发明各实施例制备的发泡胶均具有良好的耐高温、防水性、阻燃性和力学性能，符合高温潮湿等环境下的使用要求。其中，实施例3具有最高的耐热和力学性能，这归因于氟改性环氧树脂良好的特性；实施例2在燃烧后具有较高的残碳率，表明其较高的结构稳定性，具备超强的耐火材料应用前景；实施例5的耐热性能不如实施例1，表明使用羟基改性丙烯酸树脂与硅酸盐的协同作用优于聚丙烯树脂；实施例6的耐热性和强度均不如实施例1，表明稳泡剂纤维素纳米晶体对发泡体系产生的作用优于单硬脂酸甘油酯。
[0061]
需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
[0062]
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种耐高温发泡胶，其特征在于，按重量份数计，包括树脂胶体8-15份、水12-18份、硅酸盐10-20份、防水剂5-10份、阻燃剂3-4份、发泡剂3-4份、稳泡剂1-2份、增稠剂0.5-1份。2.根据权利要求1所述的耐高温发泡胶，其特征在于，所述稳泡剂为纤维素纳米晶体、纤维素醚、松香酸钠、单硬脂酸甘油酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的耐高温发泡胶，其特征在于，所述树脂胶体为羟基改性丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、环氧改性酚醛树脂、六氟改性环氧树脂、聚丙烯树脂、水性氟碳乳液中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的耐高温发泡胶，其特征在于，所述硅酸盐为蒙脱土、高岭土、莫斯科土、滑石粉、浮石粉、云母粉中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的耐高温发泡胶，其特征在于，所述阻燃剂为红磷和/或氢氧化铝。6.根据权利要求1所述的耐高温发泡胶，其特征在于，所述防水剂为硅烷-硅氧烷乳液和/或永凝液。7.根据权利要求1所述的耐高温发泡胶，其特征在于，所述发泡剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。8.根据权利要求1～7任一项所述的耐高温发泡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将树脂胶体溶于水中，搅拌均匀，得到溶液a；s2.将硅酸盐和防水剂加入溶液a中，搅拌均匀得到溶液b；s3.将阻燃剂、发泡剂、稳泡剂、增稠剂加入溶液b中，搅拌均匀后常温下静置发泡，得到所述耐高温发泡胶。9.根据权利要求8所述的耐高温发泡胶的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述搅拌的速度为400～500r/min；步骤s2和步骤s3中所述搅拌的速度为700～800r/min。10.根据权利要求1～7任一项所述的耐高温发泡胶在汽车、电子电器和建筑领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种耐高温发泡胶及其制备方法和应用。该耐高温发泡胶，按重量份数计，包括树脂胶体8-15份、水12-18份、硅酸盐10-20份、防水剂5-10份、阻燃剂3-4份、发泡剂3-4份、稳泡剂1-2份、增稠剂0.5-1份。本发明利用树脂胶体和硅酸盐混合，制得有机无机杂化的发泡体系，再加入适量的防水剂、阻燃剂、稳泡剂、发泡剂、增稠剂，得到的发泡胶具有较好的粘接强度、防水性和耐高温性等特点，用途广泛，具有良好的经济效益和现实意义。经济效益和现实意义。


技术研发人员：林宁 陶怡文 李梓康
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/11