具有纳米泡孔形态的聚合物泡沫材料及其制备方法技术

具有纳米泡孔形态的聚合物泡沫材料由具有来源于２－烃基－３，３－双（羟基苯基）苯并［ｃ］吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料形成。该泡沫材料包括平均直径小于１微米的多个泡孔。形成该泡沫材料的方法包括：熔融具有来源于２－烃基－３，３－双（羟基苯基）苯并［ｃ］吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；将起泡剂分散到聚合物材料中，形成混合物；在能够产生平均直径小于１微米的泡孔的足够的温度和压力下使混合物中的气泡成核；稳定泡孔；以及将混合物成形为期望的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有纳米泡孔形态的聚合物泡沬材料及其制备方法
技术介绍
本专利技术一般性地涉及具有纳米泡孔(nanocellular)形态的聚合物泡沫材料和制 备该聚合物泡沫材料的方法。更具体地，本专利技术涉及包括具有来源于2-苯基-3，3-双(羟 基苯基)苯并吡咯酮化合物的结构单元的聚合物和/或共聚物的聚合物泡沫材料。 通过将聚合物起泡剂和/或发泡剂分散到所需的聚合物中已制备了聚合物泡沫 材料。聚合物-起泡剂在主体聚合物中的溶解度是可决定泡孔大小的因素。通常溶解度是 有限的，使得微孔形态是用各种起泡剂和聚合物体系可获得的最小泡孔尺寸。过去，通过使 用高压气体注入体系增加溶解度，由于要求高压，因此比较昂贵。其他增加溶解度的方法包 括加入添加剂，该添加剂可以增加聚合物起泡剂的聚合物溶解度，但也发现降低了主体聚 合物的玻璃化转变性质。 本领域仍需要改进的增加聚合物起泡剂在聚合物中的溶解度的方法。提供增加的 起泡剂溶解度而无需添加剂和不降低玻璃化转变温度的组合物将是期望的。聚合物起泡剂 在主体聚合物体系的溶解度应有效提供纳米泡孔形态。 专利技术简述 本专利技术一般性地提供了聚合物制品和制备该聚合物发泡制品的方法。在一种实施 方式中，聚合物发泡制品包括具有来源于2-烃基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮 化合物的结构单元的聚合物材料；和多个平均直径约1纳米至约1000纳米的泡孔。 在一种实施方式中，制备发泡聚合物制品的方法包括熔融具有来源于2-烃 基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；将起泡剂分散 在该聚合物材料中，形成混合物；在能够产生平均直径小于1微米的泡孔的足够的温度和 压力下使混合物中的气泡成核；稳定泡孔；和将混合物成形为期望的形状。 在另一实施方式中，形成发泡制品的方法包括熔体挤出包含来源于2-烃基-3， 3_双(羟基苯基)苯并吡咯酮化合物的结构单元的聚碳酸酯聚合物；在有效饱和聚碳 酸酯聚合物的压力和温度下用起泡剂以大于10wt^起泡剂的量饱和聚碳酸酯聚合物；在 能够产生平均直径小于1微米的泡孔的足够的温度和压力下使混合物中的气泡成核；以及 稳定泡孔，形成发泡制品。 参考下面本专利技术各种特征的详细描述和其中包括的实施例可以更容易地理解本 专利技术。 附图简述 现在参考附图，其中相同的部件以相同的附图标记进行标记 附图说明图1图示说明二氧化碳气体浓度与包含2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结构单元的聚碳酸酯共聚物中的泡孔尺寸和泡孔密度的变化关系； 图2图示说明对于包含40wt^ 2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结构单元的聚碳酸酯共聚物和不包含该结构单元的聚碳酸酯共聚物，二氧化碳气体的重量增 加与时间的变化关系； 图3绘图说明包含40wt^ 2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结构单元的图1的聚碳酸酯泡沫材料的截面图； 图4图示说明对于包含30wt^ 2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结 构单元的聚碳酸酯共聚物和不包含该结构单元的聚碳酸酯共聚物，二氧化碳气体的重量增 加与时间的变化关系； 图5绘图说明包含40wt^ 2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结构单 元的图1的聚碳酸酯泡沫材料的截面图；以及 图6绘图说明不包含任何2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结构单 元的图1的聚碳酸酯泡沫材料的截面图； 专利技术详述 具有纳米泡孔形态的聚合物泡沫材料由具有来源于2-烃基-3， 3-双(羟基苯基) 苯并吡咯酮化合物的结构单元的聚合物和/或共聚物形成。该聚合物可以为均聚物或 共聚物，包括但不限于，接枝和嵌段共聚物。该聚合物泡沫材料通过以下方法形成将聚合 物-起泡剂(PBA)分散到具有所述结构单元的聚合物和/或共聚物中，致使PBA热力学不 稳定，从而在聚合物和/或共聚物中引起发泡，以及中止发泡以控制泡孔生长。发现包含 2-烃基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结构单元的聚合物使得聚合物起泡剂的溶解 度增加，该起泡剂的浓度导致形成纳米多孔的(nanoporous)聚合物泡沫材料。 出于本专利技术的目的，下文将术语"纳米多孔"定义为平均孔隙小于1微米。术语 "起泡剂"定义为用于发泡聚合物的化学试剂。起泡剂在本文也称为发泡剂，可以是固体、液 体或超临界液体。可以使用的合适的起泡剂包括无机试剂、有机试剂和其他化学试剂。示 例性的无机起泡剂包括二氧化碳、氮气、氩气、水、空气、氮气、和惰性气体如氦气和氩气。示 例性的有机试剂包括具有1-9个碳原子的脂族烃、具有1-3个碳原子的脂族醇、和具有1-4 个碳原子的完全和部分卤化的脂族烃。脂族烃包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊 烷、异戊烷、新戊烷等。脂族醇包括甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。完全和部分卤化的脂族烃 包括碳氟化合物、碳氯化合物和氯氟烃。碳氟化合物的实例包括甲基氟、全氟甲烷、乙基氟、 l，l-二氟乙烷(HFC-152a)、l，l，l-三氟乙烷(HFC-143a) 、 1， 1， 1， 2-四氟乙烷(HFC-134a)、 五氟乙烷、二氟甲烷、全氟乙烷、2，2- 二氟丙烷、1， 1， 1-三氟丙烷、全氟丙烷、二氯丙烷、二 氟丙烷、全氟丁烷、全氟环丁烷，等等。部分卤化的碳氯化合物和氯氟烃包括甲基氯、二氯 甲烷、乙基氯、1， 1， 1-三氯乙烷、1， 1- 二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b) 、1-氯-1， 1- 二氟乙烷 (HCFC-142b)、一氯二氟甲烷(HCFC-22) 、 1 ， 1- 二氯-2， 2， 2-三氟乙烷(HCFC-123) 、 1_氯_1 ， 2，2，2-四氟乙烷(HCFC-124)，等等。完全卤化的氯氟烃包括三氯一氟甲烷(CFC-11)、二氯 二氟甲烷(CFC-12)、三氯三氟乙烷(CFC-113)、l，l，l-三氟乙烷、五氟乙烷、二氯四氟乙烷 (CFC-114)、一氯七氟丙烷和二氯六氟丙烷。其他化学试剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁 腈、苯磺酰肼、4，4-氧基苯磺酰基-氨基甲酰肼、对甲苯磺酰基氨基甲酰肼、偶氮二羧酸钡、 N，N' -二甲基-N，N' _二亚硝基对苯二甲酰胺、三肼基三嗪，等等。在一种实施方式中， 起泡剂可选自二氧化碳、空气、氮气、氩气、气态烃、及其组合。起泡剂可选自固态二氧化碳、 液态二氧化碳、气态二氧化碳、或超临界二氧化碳。也可以使用任何惰性气体，例如氦气、氙 气和氩气。气态烃的非限制性实例包括甲烷、乙烷、丙烷和丁烷。在另一实施方式中，可以 使用预计在环境温度和压力下为气体形式的卤代烃。这些卤代烃的实例包括氟代烃、碳氟 化合物、碳氯化合物和氯氟烃。5 在一种实施方式中，所述方法包括熔融和/或挤出聚合物，用起泡剂如二氧化碳 在压力和高温下饱和熔融的具有2-烃基-3，3-双(羟基苯基)苯并吡咯酮结构单元的 聚合物，随后引起热力学不稳定，例如引起压力下降和/或温度升高，从而促进聚合物材料 中的气泡成核。然后通过将聚合物浸入合适的介质中，例如浸入冷介质(例如水中)可以 中止(quenching)发泡，从而稳定纳米泡孔形态。或者，可以使用连续熔体挤出发泡方法。 本文使用的术语"成核"通常定义为聚合物材料和溶解的物质分子的均一溶液经历形成该 物质的分子簇的过程，该物质在环境状态下为气体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚合物发泡制品，包括：　　具有来源于２－烃基－３，３－双（羟基苯基）苯并［ｃ］吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；和　　平均直径为约１纳米至约１０００纳米的多个泡孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：钦尼亚蒂亚加拉詹，高塔姆查特吉，拉维斯里拉曼，桑索什K拉詹德兰，阿南德韦德亚林加姆，
申请(专利权)人：沙伯基础创新塑料知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]