一种粉末法制备聚合物泡沫的方法技术

本发明专利技术提供一种粉末法制备聚合物泡沫的新方法。该方法分为两个步骤，首先将聚合物细粉在室温下进行模压成型，得到非致密预发泡板，然后通过二氧化碳发泡技术对预发泡板进行发泡，得到目标泡沫材料。相比于传统二氧化碳模压发泡技术，本发明专利技术具有高效节能的优点，能大大降低产品的生产效率与成本。大大降低产品的生产效率与成本。大大降低产品的生产效率与成本。

【技术实现步骤摘要】
一种粉末法制备聚合物泡沫的方法


[0001]本专利技术属于聚合物发泡领域。
技术背景
[0002]二氧化碳模压发泡技术是制备聚芳醚酮(砜)泡沫板材的主要技术之一，发泡工艺分为两步：第一步是模压工序，即通过热压机，在高温下将聚合物粉料或粒料模压成板材，然后降温至100℃之下取出板材，其中模压温度340℃，模压时间40
‑
60min，加上前期升温和后期降温的时间，整个工序需120min
‑
180min；第二步是发泡工序，将得到的预发泡板置于高压釜内，通入二氧化碳，在高温高压条件下(260℃、10MPa)保持一段时间，然后泄压完成发泡，整个工序需时间120min
‑
240min。两道工序都需要在高温条件经过长时间处理，能耗高效率低。例如专利(CN201710187545.1)中，聚芳醚酮泡沫制备第一步发泡原板模压温度为350℃，整个工序150min，发泡阶段温度为230
‑
280℃，工序时间为150min。由于加工温度高，工序时间长，导致生产能耗高，效率低，成本高。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了解决传统二氧化碳模压发泡技术能耗高效率低的问题，能够大幅降低聚芳醚酮(砜)泡沫成本。
[0004]本专利技术提供一种粉末法制备聚合物泡沫的新方法，该方法的操作步骤如下：
[0005]首先用硫化机将聚芳醚酮(砜)粉末在室温下模压成板材，然后将板材置于密闭的发泡釜内并通入二氧化碳，高温高压保持一定时间，最后泄压完成发泡，得到泡沫产品。
[0006]所述室温是10～30℃，优选的是25℃。
[0007]所述的聚合物粉末的细度为200
‑
1000目，优选的是200
‑
500目。优选的是，所述的聚合物包括但不局限于聚芳醚酮(砜)。优选的是，所述的聚芳醚酮(砜)的结构式如式I或式II：
[0008][0009]式I
[0010][0011]式II
[0012]其中，X选自下列结构A或B中的一种或二种：
[0013][0014]Ar选自下列结构α
‑
γ中的一种或二种以上：
[0015][0016]Ar
’
选自下列结构a
‑
g中的一种或二种以上，当Ar
’
为a
‑
e时，聚合物的结构式对应式(I)所示，当Ar
’
为f
‑
g时，聚合物结构式对应式(II)所示：
[0017][0018][0019]聚合物为主链无规共聚结构，主链重复单元随机无序出现；
[0020]式I中m，n代表主链中重复单元摩尔百分比，p为支链重复单元摩尔百分比，m+n+p＝1，0.85≤m+p≤1，0＜m≤0.85，0≤p＜0.85，0≤n≤0.15；
[0021]聚合物的80000＜M
(w)
＜300000，1.8＜PDI＜3.0，优选的是150000＜M
(w)
＜250000，2.0＜PDI＜2.8，其中M
(w)
为重均分子量，PDI为聚合物分散性指数，通过GPC进行表征；
[0022]式II中m
’
，n
’
代表主链中重复单元摩尔百分比，p
’
，q
’
为支链重复单元摩尔百分比，m
‘
+n
’
+p
‘
+q
’
＝1，0＜m
‘
≤0.85，0≤p
‘
＜0.85，0≤q
’
＜0.85，0.85≤m
’
+p
’
+q”≤1，0≤n
’
≤0.15；
[0023]聚合物的80000＜M
(w)
＜300000，1.8＜PDI＜3.0，优选的是150000＜M
(w)
＜250000，2.0＜PDI＜2.8，其中M
(w)
为重均分子量，PDI为聚合物分散性指数，通过GPC进行表征。
[0024]所述的粉末的模压压力为5
‑
200MPa，优选的是10
‑
100MPa。
[0025]所述的粉末的模压时间为5
‑
30min，优选的是10
‑
20min。
[0026]所述的聚合物板材厚度为1
‑
15mm，优选的是4
‑
10mm。
[0027]所述的发泡釜内保持时间为5
‑
30min，优选的是10
‑
20min。
[0028]所述的发泡釜内温度为200
‑
350℃，优选的是250
‑
330℃。
[0029]所述的发泡釜内压力为5
‑
20MPa，优选的是10
‑
20MPa。
[0030]所述的泡沫产品的密度为30
‑
1000kg/m3，优选的是50
‑
400kg/m3。
[0031]本专利技术能产生的有益效果：本专利技术采用冷压成型技术替代传统热压成型技术制备预发泡板，由于不需要长时间加热使聚合物熔融软化，极大缩短了预发泡板成型所需的时间，并且能耗得到显著降低。另外在发泡过程中，由于冷压预发泡板内部的空隙比热压板的大，可以使二氧化碳更快的浸渍到预发泡板内，大大缩短了保温保压的时间，能明显提高二氧化碳发泡技术中聚合物泡沫的生产效率，降低成本。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例1制备得到的泡沫产品的扫描电镜图。
具体实施方式
[0033]对比例1
[0034][0035]式III
[0036]式III结构的聚芳醚酮的制备方法如下：向三口烧瓶中加入内酯型酚酞(100mmol)、4，4
‑
二氟二苯甲酮(117mmol)、1，1，1
‑
三(4
‑
羟基苯基)乙烷(8mmol)、K2CO3(115mmol)、TMS(130ml)、甲苯(50ml)，氮气保护条件下，将上述混合物加热到150℃共沸除水，恒温2h，除去甲苯，继续加热到220℃反应4h，降温，加入250ml DMAc稀释，在乙醇/水(体积比为1：1)中沉淀，沉淀物经过滤、粉碎，并用去离子水反复煮洗5次除去无机盐和残留溶剂，烘干，即得到具有式(III)结构的聚芳醚酮。(M
(w)
＝220000，PDI＝2.7)。通过1H
‑
NMR、FT
‑
IR、GPC对结构和分子量进行表征。
[0037]将干燥的具有式III结构的聚芳醚酮粉料(Tg＝220℃，粒径细度300目)或粒料在硫化机中进行模压，温度350℃，压力10MPa，30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉末法制备聚合物泡沫的方法，其特征在于：首先用硫化机将聚合物粉末在室温(10～30℃)下模压成板材，然后将板材置于密闭的发泡釜内并通入二氧化碳，高温高压保持，最后泄压完成发泡，得到泡沫产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的聚合物粉末的粒径细度为200
‑
1000目，优选的是200
‑
500目。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的聚合物包括但不局限于聚芳醚酮或聚芳醚砜中的一种或二种以上。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述聚芳醚酮(或聚芳醚砜)结构式如式I或式I中的一种或二种以上I:其中，X选自下列结构A或B中的一种或二种：Ar选自下列结构α
‑
γ中的一种或二种以上：
Ar
’
选自下列结构a
‑
g中的一种或二种以上，当Ar
’
为a
‑
e时，聚合物的结构式对应式(I)所示，当Ar
’
为f
‑
g时，聚合物结构式对应式(II)所示：式I中m，n代表主链中重复单元摩尔百分比，p为支链重复单元摩尔百分比，m+n+p＝1，0.85≤m+p≤1，0＜m≤0.85，0≤p＜0.85，0≤n≤0.15；聚合物的80000＜M
(w)
＜300000，1.8＜PDI＜3.0，优选的是150000＜M
(w)
＜250000，2.0＜PDI＜2.8，其中M
(w)
为重均分子量，PDI为聚合物分散性指数；式II中m
’
，n
’
代表主链中重复单元摩尔百分比，p
’
，q
’
为支链重复单元摩尔百分比，m
‘
+n
’
+p

【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，赵继永，王红华，王志鹏，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：