一种新型聚合物发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型聚合物发泡材料及其制备方法，所述方法包括：通过复合机头挤出一种芯层与面层配方不同的复合粒子，以重量份数计的聚合物

【技术实现步骤摘要】
一种新型聚合物发泡材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子发泡材料
，特别涉及一种新型聚合物发泡材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]发泡聚合物具有质轻，比强度高，节省原料，高阻尼，绝缘隔热，吸收噪音等优异性质，被广泛应用于建筑，体育，医药以及汽车等行业
。
随着发泡技术的日益成熟，用于发泡的基体材料也种类繁多
。
然而，想要制备出泡孔差异化的聚合物泡沫却有一定的难度
。
[0003]目前，制备出泡孔呈现梯度变化的聚合物材料，主要方法有以下几种：
1)
控制发泡剂含量梯度的变化，此方法是通过控制发泡剂溶解于聚合物内部的含量变化，实现泡孔呈现阶梯变化，
2)
控制发泡温度梯度的变化，此方法是将聚合物放在发泡剂中达到饱和状态，而后将聚合物取出夹在两块平行的热源中间，利用聚合物表面和内部发泡温度不同来控制聚合物泡孔梯度的变化，
3)
致孔剂梯度分布的变化，此方法是通过控制致孔剂含量的变化，实现泡孔阶梯变化，
4)
层层叠加梯度的变化，此方法是将不同泡孔直径的发泡聚合物材料层层相互叠加，实现泡孔的梯度变化
。
上述方法，虽然都能够得到泡孔梯度变化的聚合物多孔材料，但也存在各自的缺陷
。
例如，控制发泡剂含量以及发泡温度呈梯度变化的要求较为苛刻，且对实验设备有要求，而致孔剂含量梯度中的致孔剂会有残留问题，对环境有一定的危害，层层叠加法的叠加界面相容性以及泡孔不连续的问题
。
[0004]针对目前存在的问题，
CN102321309A
报道了一种热塑性共混物树脂控制树脂组分含量的梯度分布，使用物理发泡获得了梯度孔变化的多孔材料
。CN107283709B
介绍了采用叠层热压工艺结合超临界二氧化碳发泡技术制备聚合物基密度梯度泡沫材
。CN107312245A
介绍了了一种控制不同紫外光照射得到交联度不一的聚丙烯树脂，从而得到具有熔体强度梯度分布的聚丙烯，经发泡炉发泡制备梯度聚丙烯的方法
。
[0005]综上所述，开发出一种实验方法简单
、
对设备要求低
、
加工过程绿色环保且过程容易控制的方法去制备泡孔连续梯度变化的聚合物多孔材料势在必行
。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是提供一种新型聚合物发泡材料及其制备方法，该方法实验过程简单，对于实验设备要求低，通过控制压力与时间的协同作用，实现聚合物泡孔的连续梯度变化，这样同样使得材料具有一定独特的功能性以及优良的物理性能
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]在本专利技术的第一方面，提供了一种新型聚合物发泡材料的制备方法，所述方法包括：
[0009]用两台挤出机通过复合机头挤出一种芯层与面层配方不同的复合粒子
。
其中在挤出机
A
中将以重量份数计的聚合物
100
份
、
成核剂
0.1
～
0.3
份和抗氧剂
0.1
～
0.2
份混合后通过挤出粒子芯层，挤出机
B
将以重量份数计的聚合物
100
份
、
成核剂
0.5
～
10
份和抗氧剂
0.1
～
0.2
份混合后挤出粒子面层，通过水冷拉条切粒，得到面层成核剂多，芯层成核剂少的改性聚合物粒子
。
[0010]将改性聚合物粒子
、
分散剂和去离子水于反应容器中混合，控制温度为
70
～
300℃
后通入二氧化碳至所述反应容器的压力小于
7MPa
以使得所述二氧化碳保持非超临界状态下
30
～
300min
；后通入二氧化碳加压至所述反应容器的压力
7.3MPa
～
15MPa
以使得所述二氧化碳进入超临界状态2～
8min
，泄压后得到梯度发泡材料
。
[0011]进一步地，所述聚合物包括聚丙烯
、
聚乙烯
、
聚苯乙烯
、
热塑性聚氨酯弹性体
、
丙烯腈
、
丁二烯和苯乙烯的三元共聚物
、
耐水解通用塑料和耐水解工程塑料中的至少一种
。
[0012]进一步地，所述成核剂包括碳酸钙
、
纳米碳酸钙
、
氢氧化铝
、
氢氧化镁
、
硼酸锌
、
导电碳黑
、
滑石粉
、
白炭黑
、
石墨烯
、
高岭土
、
碳纳米管和蒙脱土中的一种或几种
[0013]所述的复合机头指这种机头可连接两台挤出机，一台挤出芯层另一台挤出面层，两层料在此模复合机头内复合成具有表芯层结构的料条
。
[0014]进一步地，进一步地，所述抗氧化剂为抗氧剂
1010、
抗氧剂
168
的一种或两种配合
。
[0015]进一步地，所述分散剂包括十二烷基苯磺酸钠
、
硫酸铝和黏土中的至少一种
。
[0016]进一步地，所述改性聚合物粒子
、
分散剂和去离子水的重量体积比为
100:0.3
‑
1:150
‑
300。
[0017]在本专利技术的第二方面，提供了采用所述方法制备得到的新型聚合物发泡材料
。
[0018]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0019]1、
本专利技术提供的一种新型聚合物发泡材料的制备方法，将改性聚合物粒子
、
分散剂和去离子水于反应容器中混合，控制温度为
70
～
300℃
后通入二氧化碳至所述反应容器的压力小于
7MPa
以使得所述二氧化碳保持非超临界状态下
30
～
300min
；后通入二氧化碳加压至所述反应容器的压力
7.3MPa
～
15MPa
以使得所述二氧化碳进入超临界状态2～
8min
，泄压后得到梯度发泡材料；原理为：聚合物在低于二氧化碳
(
发泡剂
)
的超临界状态
(
控制温度为
70
～
300℃
后通入二氧化碳至所述反应容器的压力小于
7MPa
以使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新型聚合物发泡材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：用两台挤出机通过复合机头挤出一种芯层与面层配方不同的复合粒子，其中在一挤出机中将以重量份数计的聚合物
100
份，成核剂
0.1
～
0.3
份和抗氧剂
0.1
～
0.2
份混合后通过挤出粒子芯层，另一挤出机将以重量份数计的聚合物
100
份，成核剂
0.5
～
10
份和抗氧剂
0.1
～
0.2
份混合后挤出粒子面层，通过水冷拉条切粒，得到改性聚合物粒子；将所述改性聚合物粒子
、
分散剂和去离子水于反应容器中混合，控制温度为
70
～
300℃
后通入二氧化碳至所述反应容器的压力小于
7MPa
以使得所述二氧化碳保持非超临界状态下
30
～
300min
；后通入二氧化碳加压至所述反应容器的压力为
7.3MPa
～
15MPa
以使得所述二氧化碳进入超临界状态2～
8min
，泄压后得到梯度发泡材料
。2.
根据权利要求1所述的一种新型聚合物发泡材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物包括聚丙烯
、
聚乙烯
、
聚苯乙烯
、
热塑性聚氨酯弹性体

【专利技术属性】
技术研发人员：胡圣飞，周梓傲，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：