三聚氰胺(蜜胺)泡沫炭的制备

三聚氰胺（蜜胺）泡沫炭的制备

北京可琳美高新材料有限公司是国内唯一一家进行三聚氰胺（蜜胺）泡沫炭制备的高科技公司。

三聚氰胺泡沫炭是世界上最轻的泡沫炭材料，并且性能优异，在一些高端设备上的实验性应用获得了成功。

围绕三聚氰泡沫炭的制备及应用北京可琳美高新材料有限公司的研究科技工作人员已开展了大量的工作。早期的三聚氰胺泡沫炭是热解热其前驱体泡沫而制得的，这种泡沫炭具有非常高的开孔率，孔壁呈非石墨化状态，导热率低，表现出优异的绝热性能。三聚氰胺泡沫炭还具有密度小、强度高、抗热震、易加工等特性和良好的导电、导热、吸波等物理和化学性能，以及孔径结构，密度和性能的可调节性。这些优异的性能和可调节性使三聚氰胺泡沫炭在化工、航空航天、车船工业、通讯电子工业和建筑领域等诸多技术领域极具应用潜力，这种材料的应用前景十分看好，是一种极有潜在用途的功能材料。

北京可琳美高新材料有限公司尝试用三聚氰胺泡沫加工成泡沫炭并取得了一定的进展。三聚氰胺泡沫经过特殊发泡、氧化固定、高温炭化处理、非石墨化加工后得到刚性结构的泡沫炭，通过控制添加剂的用量和工艺参数等来调节三聚氰胺泡沫炭的孔尺寸和孔结构，这种泡沫炭具有非常高的

开孔率，孔壁呈非石墨化状态，结构致密，孑L径尺寸微小，分布均匀和导热系数低，具有优异的孔结构，性能优异，功能多样化，例如用作高温热容材料、多孔电极、催化剂载体、过滤器、支架材料等。

三聚氰胺泡沫炭的前驱体三聚氰胺泡沫塑料是一种低密度、高开空率、柔性的泡沫塑料。三聚氰胺泡沫塑料具有卓越的阻燃性、吸声性和隔热性，产品特性，具有高阻燃性。接触明火后在燃烧体的表面形成致密的焦炭层从而阻滞燃烧，无滴流，无毒性气体释放，烟密度小，离火自熄。超强吸声能力：其高达95%以上开孔率使得声波能方便有效的进入泡沫体的深层并转变为网格的震动能被消耗和吸收掉，且有效地消除反射波。良好绝热保温性：其开孔率高达95%以上，三维网格结构使空气的对流传热得到有效的阻滞。耐温性强：适宜长期工作在摄氏—165°C至180°C工作条件下，—165°C至200°C无分解和变形现象。低容重：产品产量在2—20km/m3，是目前最轻的泡沫塑料。无毒卫生安全性：其稳定的化学结构和交联体系使其具有独特的化学稳定性，完全满足国家关于室内装饰、日用品及交通工具降噪等领域的绿色环保安全标准。三聚氰胺泡沫的后加工产品—-三聚氰胺泡沫炭将它的优点得到了绝佳的发挥。

三聚氰胺泡沫炭制作过程简述如下：

（一）具有高残炭率的三聚氰胺树脂的制备

1）、原料的配置

2）、定量输送供料

3）、加热缩聚反应

4）、冷却控温

（二）三聚氰胺泡沫炭前驱体三聚氰胺泡沫的制备

经以上（a）步骤生产的具有高残炭率的三聚氰胺树脂经改性剂改性后用工业微波炉发泡生成三聚氰胺泡沫，这是三聚氰胺泡沫炭的原形材料。其中相转移催化剂的应用非常重要，组合相转移催化剂为下列原料的一种或几种的混合物：四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、冠醚、杂多酸、三甲基苄基氯化铵、四甲基氢氧化铵、金鸡钠碱手性季铵盐、多醚喹啉、吡啶、聚乙二醇单醚、聚乙二醇双醚、环糊精、对叔丁基杯〔4〕芳烃。它对泡沫的泡孔结构、排列、密度、成型的调节起到了重要的作用，为下一步工序的进行起到了良好的作用。

（三）三聚氰胺泡沫炭的制备

原形材料经特种改性剂浸泡改性后放入专用的密闭容器里，容器里充入一定的保护性惰性气体，温度条件是400℃左右,以2-3℃/ min的升温速率升温到设定温度，在400℃左右,三聚氰胺泡沫体热失重较剧烈,热解速度最快,失重率为40%-50%,相应的热解温度会延缓和滞后，在热处理过程中,泡沫体在径向和轴向的收缩是不同步的，随热处理温度的提高,泡沫体的重量和体积不断减小,密度却呈现波折形变化。炭化产物中碳元素的含量随温度的升高而不断增加,

各元素含量变化最明显的温度区是350-460℃。热处理后的泡沫炭预聚体，用分别为4和6MPa的压力，在1000℃左右恒温炭化2-4h,再进行沉积。样品经2000℃左右处理,制备出三聚氰胺泡沫炭。

制作过程难以实现连续化生产，是其制作工艺上的缺点，也限制了三聚氰胺泡沫炭的产量。实现三聚氰胺泡沫炭的连续化生产，仍需去做大量的研究开发工作。