Pmi泡沫的连续制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及连续制备PMI泡沫块料的新方法。在此，这种方法在块料尺寸方面具 有高灵活性。这种新方法中首先将单个的预聚PMI块料的端面互相接合（优选借助热板焊 接（SpiegelschweiPen))，然后将这些块料送入NIR加热单元。在此处，PMI聚合物在经过 所述单元的过程中连续发泡。最后以连续材料的形式排出PMI泡沫并可以切割或锯开成任 何所需长度和形状的单个工件。这种方法与连续程序相比的优点在于，该PMI泡沫材料几 乎无应力并具有非常均匀的闭孔孔隙结构。与此同时，在该块料的整个厚度上实现均匀密 度分布，因为发泡程序不是从外部向该块料的中心进行，而是该聚合物均匀地经历体积增 大。
【背景技术】
[0002] 根据现有技术已知的是可以以块料形式间歇地制备聚（甲基）丙烯酰亚胺泡沫材 料（PMI泡沫材料）。这种方法中首先由（甲基）丙烯酸和（甲基）丙烯腈通过共聚而产生 已经以适当的片材形式获得的前体产品。然后该共聚物环化以产生酰亚胺。反应混合物中 存在的发泡剂在加热时提供适当的发泡。对本发明而言，术语"（甲基）丙烯酰亚胺"描述 甲基丙烯酰亚胺以及丙烯酰亚胺两者。这同样适用于术语"（甲基）丙烯酸"，其包含丙烯酸 和甲基丙烯酸两者。DE1 817 156中已描述了通过如下方式以片材形式制备可发泡塑料的 方法：在用柔性软绳密封的两个玻璃板之间使甲基丙烯腈和甲基丙烯酸的混合物聚合。发 泡剂，即甲酰胺或单烷基甲酰胺，已经添加到起始混合物中。还添加自由基生成剂，例如作 为过氧新戊酸叔丁酯和过氧化苯甲酰的双组分混合物形式。在加热炉中在170至300°C的 温度下以热方式进行单个片材的发泡。难以均匀进行聚合，因为温度可能非常容易超过给 定温度。因此必须非常精确控制温度变化并使用交替的冷却或加热阶段补偿这些。这通常 造成不规则孔隙和泡沫基质内部的应力。特别地，当聚合物片材的厚度大于30毫米时，在 更大程度上出现这种缺点。
[0003] EP1 175 458中描述了厚块料以等温操作方式的生产。这通过使用至少四种不同 的引发剂实现。所描述的在最高温度下活性的引发剂具有在115°C至125°C下1小时的半 衰期并主要在最后的调理过程中而非在发泡过程中发挥作用。这种方法也包括在炉中分批 发泡。此外，尽管这种方法可以使相对较厚的材料发泡，但由于发泡从外向内进行，在表面 形成隔离层，其使该块料中心的加热减慢，在很厚块料的情况下，同样造成不规则孔隙结构 和该材料中的应力。
[0004] DE3 630 930(R6hmGmbH)描述了使由甲基丙烯酸和甲基丙烯腈制成的上述共 聚物片材发泡的另一方法。在此，借助微波场使片材发泡。此处必须考虑的是，必须预先将 待发泡的片材或至少其表面加热直到该材料的软化点或其以上。由于在这些条件下当然也 导致通过外部加热软化的材料开始发泡，因此不能仅利用微波场的作用控制发泡过程，而 必须由辅助加热系统从外部一起控制。因此将微波场连接到通常的单级热空气法以加速发 泡。但是，该微波法已证实过于复杂，因此不适合实际用途并且目前为止仍未使用。
【发明内容】
[0005] 目的
[0006] 鉴于所讨论的现有技术，因此本发明的一个目的是提供一种可以用于使PMI块料 连续发泡的新方法。特别地，应该可以使这些块料以连续材料的形式发泡。
[0007] 同时，本发明的另一目的是提供一种方法，其中可以特别使厚PMI块料发泡以获 得非常均匀的孔隙结构。应该以通过泡沫的调理以避免泡沫块料中的固有热应力的方式进 行随后的冷却过程。
[0008] 另一意图在于，该方法可以简单，节能，并且不需要大量资本支出地实施。还希望 该方法也可适应性调节以便可实现在不同材料性质和不同材料厚度下可比的结果。
[0009] 也可以由现有技术、说明书、权利要求书或实施例得出此处没有明确论述的其它 目的。
[0010] 目的的实现
[0011] 通过使P(M)I块料发泡的新方法实现了所述目的，其中使P(M)I块料通过在红外 加热单元中用波长0. 78至1. 40微米的NIR辐射照射而发泡。
[0012] 术语"P(M)I"在此是指聚甲基丙烯酰亚胺（PMI)以及聚丙烯酰亚胺（PI)两者。术 语"NIR辐射"是指所谓的近红外辐射。根据本发明，由于低残留单体含量和所述残留单体 的明显较低毒性，PMI块料优于PI块料。这些PMI泡沫通常在两阶段法中制备：例如浇铸 聚合物的制备和这种浇铸聚合物的发泡。本发明涉及浇铸聚合物的这种发泡，在此本发明 不应被理解为限于浇铸聚合物，而是也可用于另选的制备P(M)I块料的方法。
[0013] 为了浇铸聚合物的制备，首先制备包含优选以2:3至3:2的摩尔比的（甲基）丙 烯酸和（甲基）丙烯腈作为主要成分的单体混合物。也可以使用其它共聚单体，例如丙烯 酸或甲基丙烯酸的酯、苯乙烯、马来酸或衣康酸或它们的酸酐或乙烯基吡咯烷酮。但是，共 聚单体的比例在此不应大于30重量％。也可以使用少量交联单体，例如丙烯酸烯丙酯。但 是，该量优选应为最多〇. 05重量％至2. 0重量％。
[0014] 用于共聚的混合物还包含在大约150至250°C的温度下分解或汽化并由此形成 气相的发泡剂。该聚合在此温度以下进行，使得该浇铸聚合物包含潜在发泡剂。该聚合有 利地在两个玻璃板之间以块料形式进行或借助模内发泡进行。用于发泡的这类PMI块料 的制备原则上是本领域技术人员已知的并可见于例如EP1 444 293、EP1 678 244或TO 2011/138060。丙烯酰亚胺泡沫（PI泡沫）被认为在制备和加工方面类似于PMI泡沫。
[0015] 本发明的方法中在此特别使用所谓的IR-A辐射，即在NIR辐射的短波区域中的辐 射。这种辐射的波长为〇. 78至1. 40ym。
[0016] 在本发明的方法中，优选在用所述NIR辐射照射之前将多个P(M)I块料的端面互 相接合。随后优选在通道室中用NIR辐射照射。因此特别可以连续进行整个发泡方法。
[0017] 特别优选借助热板焊接将P(M)I块料的端面互相接合。与粘合剂接合法相比，焊 接，特别是热板焊接的一个优点在于，在随后获得的P(M)I泡沫块料中接头位置优选不再 可见，且获得品质均匀的材料，甚至在根据本发明的方法的以连续运行制备连续材料中也 如此。
[0018] 根据本发明的方法优选具有下列方法步骤：
[0019] a)用于接合P(M)I块料的端面的热板焊接，
[0020] b)将PMI块料转移到红外加热单元中，这种转移特别在此连续进行，
[0021] c)经过红外加热单元并用所述波长范围内的NIR辐射照射以便受控发泡，
[0022] cl)任选地，随后均匀冷却以避免冷却造成的热应力，
[0023] d)锯开或切开已发泡的P(M)I块料，例如至任意长度，和
[0024] e)任选地，进一步冷却并取出制成的块料产品。
[0025] 该已发泡块料产品的冷却优选在方法步骤cl)中进行。但是，作为替代，也可以首 先在方