尼龙模压发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了尼龙模压发泡材料及其制备方法，该方法包括：(1)将尼龙材料、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后经熔融共混挤出，得到尼龙板坯；(2)将尼龙板坯置于一次模压成型模具的发泡腔体中进行加热，待尼龙板坯熔融向发泡腔体中注入高压超临界流体，使得高压超临界流体扩散溶解在尼龙板坯中且锁定高压超临界流体预定时间后开模泄压，得到尼龙预发泡材料；(3)将尼龙预发泡材料置于二次模压成型模具的发泡腔体中于常压且加热下锁定气体预定时间后开模卸压，得到尼龙模压发泡材料。该尼龙模压发泡材料密度为0.08～1.0g/cm3，发泡倍率5～20倍，泡孔尺寸为50～200um，良品率≥95％，闭孔率在95％以上；拉伸强度大于1.0MPa。拉伸强度大于1.0MPa。拉伸强度大于1.0MPa。

【技术实现步骤摘要】
尼龙模压发泡材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于尼龙发泡材料领域，具体涉及一种尼龙模压发泡材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]泡沫塑料的成型过程一般包括3个阶段：1)注入气体溶解在聚合物熔体中形成饱和均相体系；2)快速卸压形成的内外压力差驱动力形成气泡核热点以及成核剂异相成热点核；3)气泡核的长大和泡体的固化定型。
[0003]PA发泡过程中如果熔体强度过低，因发泡产生分解产生的气体压力与物料的粘性和弹性之间难以达到平衡，发泡时微小的阻力都会导致泡沫材料泡孔坍塌、破裂、合并等现象，即泡壁不能维持一定的强度，从而无法形成有效的气泡，所以必须特别注意控制熔融体的弹性，以保证生产正常进行。
[0004]尼龙挤出发泡成型受熔体强度低、材料半结晶性、挤出过程工艺控制要求高、挤出发泡成型设备要求高等因素限制，很难制备出性能均一、连续，泡孔稳定的泡沫材料。挤出发泡成型多孔条泡模头挤出泡沫板材制品尺寸为单一平板状，且需刨面，造成泡沫表面毛糙不光滑等现象。
[0005]因此，现有制备发泡材料的技术有待探究。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种尼龙模压发泡材料及其制备方法，相较于相同密度的常见泡沫材料，采用本申请方法所制备的尼龙模压发泡材料(密度最低≤100kg/m3)力学性能较高，并且在大量减轻重量的同时，耐温性能可达205℃；同时所得尼龙模压发泡材料具有极强的“吸能”、缓冲和防震性能以及优异的耐化学性，并且透气、耐洗、可重复使用，成品良率可达到95％以上，闭孔率≥95％，发泡倍率5～20倍，从而本申请的方法确实能够实际应用于生产制造且产生经济效益，可广泛应用于汽车、航空航天、产品保护、工业零部件、海洋、建筑、军事、医疗、运动和休闲等多个领域。
[0007]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备尼龙模压发泡材料的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
[0008](1)将尼龙、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后经熔融共混挤出，以便得到尼龙板坯；
[0009](2)将所述尼龙板坯置于一次模压成型模具的发泡腔体中进行加热，待所述尼龙板坯熔融向所述发泡腔体中注入高压超临界流体，使得所述高压超临界流体扩散溶解在所述尼龙板坯中且锁定所述高压超临界流体第一预定时间后开模泄压，以便得到尼龙预发泡材料；
[0010](3)将所述尼龙预发泡材料置于二次模压成型模具的发泡腔体中于常压且加热下锁定气体第二预定时间后开模卸压，以便得到尼龙模压发泡材料。
[0011]根据本专利技术实施例的制备尼龙模压发泡材料的方法，通过将尼龙、扩链剂、成核剂
和抗氧剂混合后经熔融共混挤出，尼龙的储能模量、损耗模量、复数黏度随加入量的增加而增大，而其损耗因子随加入量的增加而减小，扩链剂的加入可以有效提高尼龙的熔体强度和改善其“可发泡性”，且不随加工时间有明显弱化现象，有效防止发泡过程中塌泡、泡孔破裂以及泡孔合并现象的产生；成核剂在发泡过程中在熔体间的界面形成大量低势能点，形成大量、均匀的成核热点，从而利于后续得到更高倍率尼龙模压发泡材料，然后将上述熔融共混挤出所得尼龙板坯置于一次模压成型模具的发泡腔体中进行加热，待尼龙板坯熔融向发泡腔体中注入高压超临界流体，使得高压超临界流体扩散溶解在尼龙板坯中且锁定所述高压超临界流体第一预定时间后开模泄压，最后将上述得到的尼龙预发泡材料置于二次模压成型模具的发泡腔体中于常压且加热下锁定气体第二预定时间后开模卸压，即经两次模压进行发泡，先借由一次模压发泡将该发泡材料的尺寸控制在适当的膨胀体积倍率(2～5倍)，再将该预发泡材料移置入二次模压成型模具内，设定常压并加热，使残留在该预发泡材料内的气体慢慢释出，进而使该发泡材料的尺寸也跟着逐渐膨胀到依配方所设计的尺寸(发泡倍率5～20倍)，解决了一次发泡激烈的膨胀导致发泡板材产生破洞及撕裂现象。同时相较于传统挤出发泡成型多孔条泡模头挤出泡沫板材制品尺寸为单一平板状，且需刨面，造成泡沫表面毛糙不光滑等现象，本专利技术所得尼龙模压发泡材料表面光滑。由此，相较于相同密度的常见泡沫材料，采用本申请方法所制备的尼龙模压发泡材料(密度最低≤100kg/m3)力学性能较高，并且在大量减轻重量的同时，耐温性能可达205℃；同时所得尼龙模压发泡材料具有极强的“吸能”、缓冲和防震性能以及优异的耐化学性，并且透气、耐洗、可重复使用，成品良率可达到95％以上，闭孔率≥95％，发泡倍率5～20倍，从而本申请的方法确实能够实际应用于生产制造且产生经济效益，可广泛应用于汽车、航空航天、产品保护、工业零部件、海洋、建筑、军事、医疗、运动和休闲等多个领域。
[0012]另外，根据本专利技术上述实施例的制备尼龙模压发泡材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0013]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述尼龙、所述扩链剂、所述成核剂和所述抗氧剂的质量比为100：(0.5～2)：(0.5～2)：(0.5～1)。
[0014]。由此，可以制备得到具有发泡倍率高、闭孔率高等优异特性的尼龙模压发泡材料。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述尼龙包括PA6、PA66、PA610、PA612、PA12、PA1212、PA56、TPAE和MXD6中的至少之一。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述扩链剂包括均异氰酸酯、多官能度环氧树脂和异氰尿酸三缩水甘油酯中的至少之一。由此，有效提高尼龙的熔体强度和改善其“可发泡性”，且不随加工时间有明显弱化现象，有效防止发泡过程中塌泡、泡孔破裂以及泡孔合并现象的产生。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述成核剂包括二氧化硅、滑石粉、褐煤酸钠盐、氧化镁和氧化铝中的至少之一。由此，在发泡过程中在熔体间的界面形成大量低势能点，形成大量、均匀的成核热点，从而利于后续得到更高倍率的尼龙模压发泡材料。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述抗氧剂包括抗氧剂1098、抗氧剂1216、抗氧剂626和抗氧剂S9228中的至少之一。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述尼龙板坯的厚度为10
‑
20mm，宽度
200
‑
250mm。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，进一步加入耐高温润滑剂和相容剂中的至少之一，基于100质量份的所述尼龙，所述耐高温润滑剂的用量为0.2～0.5重量份，所述相容剂的用量为0.5～1重量份。由此，可改善过高温、剪切造成熔体的热降解、熔体破裂和表面毛糙现象，改善熔体的流动性，使挤出出料表面更平滑，既有利于发泡材料的成型，又有助于形成均匀稳定、尺寸可控的泡孔。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述耐高温润滑剂包括聚酯蜡、褐煤酸蜡和PETs中的至少之一，所述相容剂包括MA
‑
SEBS、SMA和POE
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备尼龙模压发泡材料的方法，其特征在于，包括：(1)将尼龙、扩链剂、成核剂和抗氧剂混合后经熔融共混挤出，以便得到尼龙板坯；(2)将所述尼龙板坯置于一次模压成型模具的发泡腔体中进行加热，待所述尼龙板坯熔融向所述发泡腔体中注入高压超临界流体，使得所述高压超临界流体扩散溶解在所述尼龙板坯中且锁定所述高压超临界流体第一预定时间后开模泄压，以便得到尼龙预发泡材料；(3)将所述尼龙预发泡材料置于二次模压成型模具的发泡腔体中于常压且加热下锁定气体第二预定时间后开模卸压，以便得到尼龙模压发泡材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述尼龙、所述扩链剂、所述成核剂和所述抗氧剂的质量比为100：(0.5～2)：(0.5～2)：(0.5～1)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述尼龙包括PA6、PA66、PA610、PA612、PA12、PA1212、PA56、TPAE和MXD6中的至少之一；任选地，在步骤(1)中，所述扩链剂包括均异氰酸酯、多官能度环氧树脂和异氰尿酸三缩水甘油酯中的至少之一；任选地，在步骤(1)中，所述成核剂包括二氧化硅、滑石粉、褐煤酸钠盐、氧化镁中的至少之一；任选地，在步骤(1)中，所述抗氧剂包括抗氧剂1098、抗氧剂1216、抗氧剂626和抗氧剂S9228中的至少之一。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述尼龙板坯的厚度为10～20mm，宽度为200～250...

【专利技术属性】
技术研发人员：施文照，柳祚龙，袁翔，韦景然，胡广君，
申请(专利权)人：华润化学材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：