[發(fā)明專利]一種含氟聚合物泡孔材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710447574.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN109081936A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉富;林海波;范德勝;范燚;張利娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波綠色方舟環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): C08J9/12
• 分類號(hào): C08J9/12;C08L27/16;C08L27/18
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 姚海波

本發(fā)明提供一種含氟聚合物泡孔材料的制備方法，其包括如下步驟：a)將含氟聚合物置于密閉容器中，并將密閉容器的溫度升至150℃～340℃；b)向密閉容器中通入超臨界二氧化碳至密閉容器的壓力達(dá)到10MPa～40MPa，并在該壓力下保持預(yù)定時(shí)間T，使超臨界二氧化碳均勻分布于含氟聚合物中；c)對(duì)所述密閉容器進(jìn)行卸壓，使所述含氟聚合物中的超臨界二氧化碳發(fā)泡，得到含氟聚合物泡孔材料，其中所述密閉容器的卸壓速度為大于8MPa/s。本發(fā)明還提供一種含氟聚合物泡孔材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含氟聚合物泡孔材料及其制備方法。

背景技術(shù)

含氟聚合物材料是一種單體分子中的氫原子被氟原子全部取代或部分取代的特種高分子聚合物。因氟原子較低的極化率，強(qiáng)的電負(fù)性，較小的范德華半徑，以及很強(qiáng)的鍵能，含氟聚合物材料呈現(xiàn)優(yōu)異的耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐候、阻燃等特性。然而，含氟聚合物材料的密度往往大于1.7g/cm³，單體積質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常用的工程塑料，導(dǎo)致其原料成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他塑料，而限制了含氟聚合物材料的推廣應(yīng)用。

研究發(fā)現(xiàn)高分子發(fā)泡材料是一種性能優(yōu)異的材料，其密度得到大幅度降低，同時(shí)具有良好的機(jī)械性能、熱力學(xué)性能、加工性能及某種特殊性能。

目前高分子發(fā)泡材料的制備方法主要分為兩種：化學(xué)發(fā)泡和物理發(fā)泡。化學(xué)發(fā)泡一般采用在高溫下能分解產(chǎn)生氣體的有機(jī)化合物作為發(fā)泡劑。化學(xué)發(fā)泡劑的使用存在嚴(yán)重的環(huán)境和人身危害。物理發(fā)泡指通過壓縮氣體的膨脹、液體的揮發(fā)或固體的溶解等起到發(fā)泡的作用。超臨界二氧化碳是一種優(yōu)異的氣相物理發(fā)泡劑。比如中國公開專利(CN101580600A)公開了一種聚全氟乙丙烯微孔發(fā)泡材料，采用超臨界的二氧化碳流體來進(jìn)行發(fā)泡，然而該方法中，由于聚全氟乙丙烯在40攝氏度的溫度下為固態(tài)，超臨界二氧化碳在聚全氟乙丙烯基體中的滲透擴(kuò)散較慢，耗時(shí)較長(2小時(shí)以上)，且存在混合不均勻等缺陷，難以得到高孔隙率、均勻分布的聚全氟乙丙烯發(fā)泡材料，其工藝時(shí)效低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種含氟聚合物泡孔材料及其制備方法。該含氟聚合物泡孔材料不僅具有高開孔率，而且泡孔分布均勻。該制備方法用時(shí)短，制備效率高。

本發(fā)明提供一種含氟聚合物泡孔材料的制備方法，其包括如下步驟：

a)將含氟聚合物置于密閉容器中，并將密閉容器的溫度升至150℃～360℃；

b)向密閉容器中通入超臨界二氧化碳至密閉容器的壓力達(dá)到10MPa～40MPa，并在該壓力下保持預(yù)定時(shí)間T，使超臨界二氧化碳均勻分布于含氟聚合物中；

c)對(duì)所述密閉容器進(jìn)行卸壓，使所述含氟聚合物中的超臨界二氧化碳發(fā)泡，得到含氟聚合物泡孔材料，其中所述密閉容器的卸壓速度為大于8MPa/s。

本發(fā)明還提供一種采用上述制備方法得到的含氟聚合物泡孔材料，其特征在于，所述含氟聚合物泡孔材料包括多個(gè)開孔，所述開孔的孔徑大小為1納米～100微米，所述含氟聚合物泡孔材料的密度為0.3～1.4g/cm³。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

通過將密閉容器的溫度升至150℃～360℃，使得含氟聚合物在高溫下變?yōu)檐浵唷．?dāng)通入超臨界二氧化碳后，超臨界二氧化碳可快速溶解并擴(kuò)散于軟相的含氟聚合物中，以形成均勻分布的泡核。再以較高的卸壓速度(大于8MPa/s)對(duì)所述密閉容器進(jìn)行卸壓，使超臨界態(tài)的二氧化碳膨脹、逃逸，促使泡核生長從而在含氟聚合物基體中形成多個(gè)泡孔，得到具有多個(gè)泡孔的含氟聚合物泡孔材料。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，該方法中超臨界二氧化碳與含氟聚合物之間混合的時(shí)間較短，只要8分鐘即可實(shí)現(xiàn)超臨界二氧化碳均勻分布。相比于現(xiàn)有的2小時(shí)溶脹(CN101580600A)，大大降低了制備時(shí)間，提高了制備效率。