一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚合物发泡材料技术领域，提供了一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料及其制备方法。本发明专利技术利用发泡气体CO2对聚酰胺弹性体片状固态样品进行饱和处理，其中第一饱和处理是对聚酰胺弹性体进行熔融处理，消除结晶体；通过调控第二饱和处理的温度和时间，来调控聚酰胺弹性体的重量结晶程度为1.1～10％，进而制备出具有可控泡孔尺寸的双峰结构的聚酰胺弹性体发泡材料；由于第二饱和处理的温度和压力处于CO2的超临界条件，拓宽了发泡温度区间，不但获得了具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料，而且提高了聚酰胺弹性体发泡材料的发泡倍率。发泡材料的发泡倍率。发泡材料的发泡倍率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚合物发泡材料
，具体涉及一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚合物发泡材料是以高分子材料为基体，内部充满大量互相连通或互不连通的微孔的复合材料。其中聚酰胺弹性体是一类软硬段嵌段交替的热塑性弹性体材料，其硬段为结晶性的聚酰胺(尼龙6、尼龙12等)，软段为聚醚、聚酯或者聚碳酸酯。通过调控聚酰胺弹性体的结晶行为，经间歇物理发泡后可制备具有双峰泡孔结构的泡孔材料。相比于均匀泡孔结构的发泡材料，具有双峰泡孔结构的聚合物发泡材料具有更高的阻隔性能，其中小泡孔可以提供良好的机械性能等，而大泡孔能够降低材料的表观密度，因此具备双峰泡孔结构的聚合物发泡材料引起了广泛关注。
[0003]热塑性聚酰胺弹性体作为半结晶型聚合物，在发泡过程中，晶区的存在使得其在较低的温度下刚性较强难以发泡，而较高温度时熔体强度不足无法支撑泡孔的生长也难以发泡，表现为发泡温度区间较窄。目前，制备具有双峰泡孔结构的泡沫材料的主要方法有两步间卸压泡法、双发泡剂法和多相体系共同发泡法。通常采用两步卸压发泡法来制备兼具大小泡的泡沫材料，不但生产步骤较多，而且得到的发泡材料发泡倍率较低。双发泡剂法主要是利用两种不同的发泡剂在聚合物中的溶解度以及泡孔成核生长的差异形成双峰泡孔结构的发泡材料，但此方法的发泡剂选择比较困难。多相体系共同发泡法虽然发泡率高，但是生产步骤较多且需要多种助剂。
[0004]因此，亟需提供一种制备方法简单，不添加其他助剂，同时具有发泡倍率高且发泡温度区间宽的具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料的制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料的制备方法，本专利技术提供的制备方法简单，不添加其他助剂，同时具有发泡倍率高且发泡温度区间宽的优点。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将聚酰胺弹性体颗粒进行熔融热压处理，得到聚酰胺弹性体片状固体样品；
[0009](2)利用发泡气体CO2对所述步骤(1)得到的聚酰胺弹性体片状固态样品进行饱和处理，得到饱和处理体系；
[0010]所述饱和处理包括第一饱和处理和第二饱和处理两个阶段；其中，所述第一饱和处理和第二饱和处理的压力独立地为10～20MPa；
[0011]所述第一饱和处理的温度为高于T
m
10～30℃，将聚酰胺弹性体片状固态样品充分熔融；
[0012]在所述第二饱和处理的温度为低于T
m
20℃～50℃，第二饱和处理的时间为5～60min的范围内，通过调控第二饱和处理的温度和时间，调控第二饱和处理过程中聚酰胺弹性体的重量结晶度为1.1～10％；
[0013]所述T
m
为聚酰胺弹性体的熔融温度；
[0014](3)将所述步骤(2)得到的饱和处理体系依次进行泄压发泡和冷却定型，得到具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料。
[0015]优选地，所述步骤(1)中聚酰胺弹性体的硬段包括聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺11和聚酰胺1212中的至少一种，聚酰胺弹性体的软段包括聚醚、聚酯、聚醚酯和聚碳酸酯中的至少一种。
[0016]优选地，所述步骤(1)中熔融热压处理的温度为高于T
m
20℃～60℃，熔融热压处理的压力为4～15MPa，熔融热压处理的时间为5～10min。
[0017]优选地，所述步骤(1)中聚酰胺弹性体固体样品的厚度为1～5mm。
[0018]优选地，从所述步骤(2)中第一饱和处理的温度降至第二饱和处理的温度的降温速率为5～20℃/min。
[0019]优选地，所述步骤(2)中第一饱和处理的时间为5～60min。
[0020]优选地，所述步骤(3)中泄压发泡的泄压的速率为5～30MPa/s。
[0021]优选地，所述步骤(3)中冷却定型的方式为水冷。
[0022]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备的具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料，所述具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料包括多个大孔和多个小孔，所述大孔的平均孔径为30～200μm，所述小孔的平均孔径为0.6～15μm；其中，所述大孔的孔径比小孔的孔径大1个数量级。
[0023]本专利技术提供了一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：将聚酰胺弹性体颗粒进行熔融热压处理，得到聚酰胺弹性体片状固体样品；(2)利用发泡气体CO2对所述聚酰胺弹性体片状固态样品进行饱和处理，得到饱和处理体系；所述饱和处理包括第一饱和处理和第二饱和处理两个阶段；其中，所述第一饱和处理和第二饱和处理的压力独立地为10～20MPa；所述第一饱和处理的温度为高于T
m
10～30℃，将聚酰胺弹性体片状固态样品充分熔融；在所述第二饱和处理的温度为低于T
m
20℃～50℃，第二饱和处理的时间为5～60min的范围内，通过调控第二饱和处理的温度和时间，调控第二饱和处理过程中聚酰胺弹性体的重量结晶度为1.1～10％；所述T
m
为聚酰胺弹性体的熔融温度；(3)将所述饱和处理体系依次进行泄压发泡和冷却定型，得到具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料。本专利技术利用发泡气体CO2对聚酰胺弹性体片状固态样品进行饱和处理，其中第一饱和处理可以实现对聚酰胺弹性体进行熔融处理，消除结晶体，通过调控第二饱和处理的温度和时间，来调控聚酰胺弹性体的结晶程度为1.1～10％，制备出具有可控泡孔尺寸的双峰结构的聚酰胺弹性体发泡材料；并且结晶体在聚酰胺弹性体发泡过程中可以起到异相成核的作用，从而提高聚酰胺弹性体发泡材料的泡孔密度，从而使聚酰胺弹性体具有合适的熔体强度；由于第二饱和处理的温度和压力处于CO2的超临界条件，拓宽了发泡温度区间，不但获得了具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料，而且提高了聚酰胺弹性
体发泡材料的发泡倍率。
附图说明
[0024]图1～6分别为本专利技术实施例1～6制备的具有双峰结构的聚酰胺弹性体发泡材料的扫描电镜图；
[0025]图7～9分别为本专利技术对比例1～3制备的聚酰胺弹性体均匀泡孔结构发泡材料的扫描电镜图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)将聚酰胺弹性体颗粒进行熔融热压处理，得到聚酰胺弹性体片状固体样品；
[0028](2)利用发泡气体CO2对所述步骤(1)得到的聚酰胺弹性体片状固态样品进行饱和处理，得到饱和处理体系；
[0029]所述饱和处理包括第一饱和处理和第二饱和处理两个阶段；其中，所述第一饱和处理和第二饱和处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚酰胺弹性体颗粒进行熔融热压处理，得到聚酰胺弹性体片状固体样品；(2)利用发泡气体CO2对所述步骤(1)得到的聚酰胺弹性体片状固态样品进行饱和处理，得到饱和处理体系；所述饱和处理包括第一饱和处理和第二饱和处理两个阶段；其中，所述第一饱和处理和第二饱和处理的压力独立地为10～20MPa；所述第一饱和处理的温度为高于T
m
10～30℃，将聚酰胺弹性体片状固态样品充分熔融；在所述第二饱和处理的温度为低于T
m
20℃～50℃，第二饱和处理的时间为5～60min的范围内，通过调控第二饱和处理的温度和时间，调控第二饱和处理过程中聚酰胺弹性体的重量结晶度为1.1～10％；所述T
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为聚酰胺弹性体的熔融温度；(3)将所述步骤(2)得到的饱和处理体系依次进行泄压发泡和冷却定型，得到具有双峰泡孔结构的聚酰胺弹性体泡沫材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中聚酰胺弹性体的硬段包括聚酰胺6、聚酰胺12、聚酰胺10、聚酰胺11和聚酰胺1212中的至少一种，聚酰胺弹性体的软段包括聚醚、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡冬冬，赵玲，陈弋翀，王晨光，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：