一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料及其制备方法。更具体地说，本发明专利技术涉及一种通过使用超临界技术处理热塑性高分子组合物得到一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及热塑性高分子组合物发泡开孔材料领域。
技术介绍
高分子发泡开孔材料包括聚氨酯泡沫、橡胶发泡材料和EVA泡沫等，由于它们具有柔韧性和易加工性，被广泛使用作清洁海绵、抗震材料、衬垫材料、吸音材料和各种过滤材料。但由于这些泡沫自身较差的耐化学性(耐酸性、耐碱性)以及耐候性，另外，聚氨酯和发泡橡胶很难回收，EVA发泡材料在生产过程中污染较大等缺点，这些泡沫材料在使用上受到限制。以发泡气体产生时是否发生化学变化作为分类标准，传统的聚合物发泡方法通常可以分为物理发泡法和化学发泡法。化学发泡法的应用虽十分普遍，但随着对环境保护、消费后塑料回收和制品性能价格比等要求的提高以CO2、N2、丁烷和戊烷等物理发泡剂为主的物理发泡法得到广泛重视。尤其进入上世纪90年代后，以超临界流体(CO2、N2等)为物理发泡剂，进行聚合物微孔发泡成型技术得到了飞速发展。热塑性高分子组合物发泡开孔材料虽然也有很大的需求量，但是其开孔发泡技术由于在发泡工艺和配方设计上有一定的难度，特别是要达到泡体较高的开孔率，技术上难度很大。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术者已进行了广泛而深入的研究，结果，注意到当使用超临界二氧化碳处理特定热塑性高分子组合物时，通过选择模压超临界二氧化碳法中合适的处理温度、处理压力和降压速率，就能得到热塑性高分子组合物发泡开孔材料，进而实现了本专利技术。即，本专利技术涉及一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料，所述热塑性高分子组合物包含作为基体树脂的热塑性树脂A和不同于热塑性树脂A的热塑性弹性体B，其特征在于热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，热塑性弹性体B为25-40质量份，且当模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10-30MPa时，二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A。进而，本专利技术还涉及的一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料的制备方法，热塑性高分子组合物包含作为基体树脂的热塑性树脂A和不同于热塑性树脂A的改性树脂的热塑性弹性体B，其特征在于热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，热塑性弹性体B为25-40质量份，且当模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10-30MPa时，二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A，其制备方法包括步骤(1)和步骤(2)：步骤(1)：将热塑性高分子组合物均匀共混，制得0.1-10mm的热塑性高分子组合物薄片；步骤(2)：将步骤(1)得到的热塑性高分子组合物薄片放入高压模具中，采用模压超临界二氧化碳法制备一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料。步骤(2)中的模压超临界二氧化碳法为：将热塑性高分子组合物薄片放入高压模具中，该薄片占高压模具容积的1/30-1/5之间，控制模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内的二氧化碳的压力为10-30MPa时，恒温恒压30-180分钟，然后以50-100MPa/s的速度卸压至常压。附图说明图1为聚丙烯(PP)/热塑性聚氨酯(TPU)组合物发泡开孔材料。具体实施方式现在来描述本专利技术所述的热塑性高分子组合物发泡开孔材料。本申请所用的“开孔”，指的是彼此连接形成内部连通的网络的孔，此外，开孔率，是指开孔的体积与泡沫体中孔的总体积之比。本申请所述的热塑性高分子组合物发泡开孔材料，是指具有50％以上的开孔率的热塑性高分子组合物发泡开孔材料。本专利技术涉及一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料，所述热塑性高分子组合物包含作为基体树脂的热塑性树脂A和不同于热塑性树脂A的热塑性弹性体B，其特征在于热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，热塑性弹性体B为25-40质量份，且当模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10-30MPa时，二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A。现在描述本专利技术的各种组分。本专利技术所涉及的热塑性树脂A，并没有特别限定，可以是聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺和聚丙烯酸树脂中一种。从工业应用上获得容易程度及各种特性、经济型等观点来看，由于聚丙烯(PP)性价比高、环境友好、生产工艺简单等因素，本专利技术优选聚丙烯。本专利技术所涉及的热塑性弹性体B，与选择的热塑性树脂A不同，且当模压温度大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10-30MPa时，二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A。除此之外，并无特别限定，热塑性弹性体B可以包括热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、乙烯-丙烯三元共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚醚-酯嵌段共聚物、聚酰胺-聚醚嵌段共聚物、天然橡胶、和丁基橡胶中的一种或多种。从工业原料的获取便利性，良好的机械性能和热塑加工性等优势，优选热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、天然橡胶、丁基橡胶和乙烯-丙烯三元共聚物中的一种或多种，进一步优选热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。本专利技术的热塑性高分子组合物包含热塑性树脂A和热塑性弹性体B。从热塑性高分子组合物发泡开孔材料的开孔率构成的容易度、及机械性能的平衡观点来看，热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，热塑性弹性体B为25-40质量份，优选30-40质量份。所述质量比在上述范围内，容易得到热塑性高分子组合物发泡开孔材料，并且有较好的机械性能。该热塑性高分子组合物可以含有相容剂和扩散剂等添加剂，例如，添加三苯基氯化锡、三丁基氯化锡、三异丙基氯化锡、三苯基氯化锗、二丁基二氯化锗中的一种或多种混合物，有助于二氧化碳在热塑性弹性体B扩散，促进发泡开孔结构的形成。添加剂的含量并无特别限定，热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，添加剂为1-10质量份，优选1-5质量份。对于本专利技术的热塑性高分子组合物，当模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10-30MPa时，二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A，这一点很重要。在温度T下，由于二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A，因此热塑性弹性体B在二氧化碳作用下的溶胀效果较热塑性树脂A明显，使得热塑性弹性体B占热塑性高分子组合物的体积分数增大，也使得热塑性弹性体B在热塑性高分子组合物中的形貌发生变化，由原来的海-岛结构逐渐变为互穿网络结构，然后通过快速降压，就可得到热塑性高分子组合物发泡开孔材料。本专利技术涉及一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料的制备方法，热塑性高分子组合物包含作为基体树脂的热塑性树脂A和不同于热塑性树脂A的热塑性弹性体B，其特征在于热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，热塑性弹性体B为25-40质量份，且当模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10-30MPa时，二氧化碳在热塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料，所述热塑性高分子组合物包含作为基体树脂的热塑性树脂A和不同于热塑性树脂A的热塑性弹性体B，其特征在于热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，热塑性弹性体B为25‑40质量份，且当模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm‑10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10‑30MPa时，二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A。

【技术特征摘要】
1.一种热塑性高分子组合物发泡开孔材料，所述热塑性高分子组合物包含作为基体树脂的热塑性树脂A和不同于热塑性树脂A的热塑性弹性体B，其特征在于热塑性高分子组合物中的所有树脂作为100质量份时，热塑性弹性体B为25-40质量份，且当模压温度T大于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm-10℃，小于热塑性树脂A的结晶熔融温度Tm+10℃，模具内二氧化碳的压力为10-30MPa时，二氧化碳在热塑性弹性体B的溶解度大于热塑性树脂A。2.权利要求1所述的热塑性高分子组合物发泡开孔材料，其中，所述的热塑性树脂A为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺和聚丙烯酸树脂中一种。3.权利要求1所述的热塑性高分子组合物发泡开孔材料，其中，所述的热塑性树脂A为聚丙烯。4.权利要求1所述的热塑性高分子组合物发泡开孔材料，其中，所述的热塑性弹性体B为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、乙烯-丙烯三元共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚醚-酯嵌段共聚物、聚酰胺-聚醚嵌段共聚物、天然橡胶、和丁基橡胶中的一种或多种。5.权利要求1所述的热塑性高分子组合物发泡开孔材料，其中，所述的热塑性弹性体B为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、天然橡胶、丁基橡胶和乙烯-丙烯三元共聚物中的一种或多种。6.权利要求1所述的热塑性高分子组合物发泡开孔材料，其中，所述的热塑性弹性体B为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。7.权利要求1所述的热塑性高分子组合物发泡开...

【专利技术属性】
技术研发人员：方雨薇，张利，包锦标，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33