[發明專利]具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711344078.5
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108164831B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 唐濤;邱健;邢海平;姜治偉;李明罡;王凱;薛儉
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L71/02;C08K3/34;C08K5/134;C08K5/526;C08J9/12;C08J9/14;B32B27/28;B32B27/32;B32B27/06;B32B9/00;B32B9/04
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 南小平

具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料及其制備方法，屬于發泡材料技術領域。解決了如何提供一種過程簡單，設備要求低，能夠實現材料泡孔梯度變化，滿足材料應用領域不同部位具有不同的結構與性能要求的特點的泡沫材料制備方法的問題。本發明的制備方法，先按不同配比稱取聚丙烯、醇類和成核劑，然后經多層共擠出、拉絲、切粒，得到具有多層分布的聚丙烯樹脂顆粒，或者經擠出機擠出、拉絲、切粒，得到多種不同組成的聚丙烯樹脂顆粒，模壓成片材后，疊加熔融模壓，得到具有多層分布的聚丙烯樹脂片材；最后將多層顆粒或多層片材進行發泡，得到具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料。該制備方法簡單，操作方便，對設備要求低，且制備的材料泡孔梯度可調控。

技術領域

本發明屬于聚合物發泡材料技術領域，具體涉及一種具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料及其制備方法。

背景技術

當前，隨著核能、電子、光學、化學、電磁學、生物醫學等領域對各種功能材料性能要求的不斷提高，功能梯度材料的設計為各種材料性能制備的實現提供了可能。功能梯度材料是將兩種或兩種以上具有不同性質的原材料，通過采用不同以往的復合技術控制構成材料的要素(組成、結構)沿某一方向呈連續變化，從而使材料的性質和功能也呈梯度變化的新型材料。梯度孔隙材料作為功能梯度材料的一種，梯度孔隙材料不僅具有滿足材料應用領域不同部位具有不同的結構與性能要求的特點，而且增強了材料在吸聲、電磁波、多功能分離或吸收膜效果等特點。

目前，梯度多孔材料在陶瓷及金屬領域研究較多，高分子材料領域研究則較少。目前制備方法主要集中在以下幾種：層層疊加法、控制發泡劑含量梯度法、控制發泡溫度梯度法、致孔劑梯度分布法，各種方法均有各自的缺點，如層層疊加法的疊加界面問題，控制發泡劑含量法、發泡溫度梯度法的條件苛刻要求，孔劑梯度法的致孔劑的殘留問題。針對這些問題，CN102321309A報道了一種熱塑性共混物樹脂控制樹脂組分含量梯度分布，物理發泡得到了梯度孔變化的多孔材料的方法。CN 102796277B介紹了一種開孔結構梯度生物相容性聚合物多孔材料，控制兩種不同組分的生物相容性聚合物共混，制備梯度型坯，然后物理發泡得到了梯度開孔多孔材料。CN 105367817A介紹了一種親二氧化碳修飾的多孔膜與聚合物復合，經發泡得到梯度變化多孔聚合物。CN 106336522A公開了一種控制層間聚丙烯不同熔點樹脂和成核劑含量物理發泡制備多層梯度聚丙烯珠粒的方法。但這些報道的方法，對共混的材料相容性、共混后綜合性能的平衡變化具有較高的要求。因此，尋求一種簡單、設備要求低、基體材料容易控制的方法制備泡孔徑梯度變化的聚合物多孔材料變得更為迫切。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料及其制備方法，該方法過程簡單，設備要求低，實現材料泡孔梯度變化，使得材料具有良好的成型性，賦予材料獨特功能性、優異的物理性能的特點。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料的制備方法，是按不同配比稱取聚丙烯、醇類和成核劑，分別加入多層共擠出設備，同時向多層共擠出設備中通入發泡劑，多層共擠出的同時進行發泡，得到具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料；

或者，該制備方法包括以下步驟：

1)按不同配比稱取聚丙烯、醇類和成核劑，經多層共擠出、拉絲、切粒，得到具有多層分布的聚丙烯樹脂顆粒；

或者，按不同配比稱取聚丙烯、醇類和成核劑，分別經擠出機擠出、拉絲、切粒，得到多種不同組成的聚丙烯樹脂顆粒，將不同組成的聚丙烯樹脂顆粒分別模壓成片材，將片材疊加在模具中，熔融模壓，得到具有多層分布的聚丙烯樹脂片材；

所述稱取的成核劑的質量占聚丙烯、醇類和成核劑總質量的0.01％-5％，所述醇類為聚乙二醇和/或甘油，稱取的醇類的質量為稱取的聚丙烯質量的0.1％-10％；

2)將具有多層分布的聚丙烯樹脂顆粒或具有多層分布的聚丙烯樹脂片材進行發泡，得到具有梯度孔結構的聚丙烯泡沫材料。