[發明專利]一種低壓條件下利用PMMA/PVDF共混物制備大倍率聚合物泡沫的方法

有效

• 申請號: 201810812022.6
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108912380B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王桂龍;史展林;趙國群;柴佳龍;董桂偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;C08L33/12;C08L27/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明提供一種低壓條件下利用PMMA/PVDF共混物制備大倍率聚合物泡沫的方法，屬于高分子材料加工領域。所述方法包括：1)將PVDF與PMMA經熔融共混制成無定形或低結晶的共混物坯料；2)將共混物坯料在飽和溫度和流體(發泡劑)壓力下進行溶脹吸附，直至共混物坯料吸附至飽和，形成共混物/流體均相體系；3)將上述均相體系快速泄壓，并將其置于高溫介質中迅速加熱升溫，經高溫發泡后即制得大倍率聚合物泡沫。本發明可在低壓條件下高效制備大倍率聚合物泡沫，并可通過調節共混組分配比和工藝參數來有效調控聚合物泡沫的泡孔結構，且工藝簡單、過程綠色安全、成本低廉。

技術領域

本發明屬于高分子材料加工領域，具體涉及一種低壓條件下利用PMMA/PVDF共混物制備大倍率聚合物泡沫的方法。

背景技術

聚合物泡沫內部存在大量微小的泡孔，具有比強度高、隔熱保溫和減震吸聲等優異性能，因而在建筑保溫、航空航天、交通運輸、包裝和家電等諸多領域中被廣泛應用。在制備聚合物泡沫的諸多方法中，超臨界二氧化碳發泡法由于具有工藝過程簡單，高效可控，環保無污染等顯著優勢而被廣泛采用。但是，超臨界二氧化碳發泡法往往需要高溫高壓的工藝條件，這對于設備的耐壓性能提出了很高的要求，會顯著增加能源消耗和設備的維護成本，同時高溫高壓條件下的制備過程不利于安全生產，也會對操作人員的生命安全構成嚴重威脅。

華東理工大學公布了一項發明名稱為“超臨界CO₂發泡通用型聚丙烯樹脂的方法”（CN1621437A）的專利。該方法將聚丙烯置于超臨界狀態的二氧化碳流體中進行溶脹和滲透，經過0.5~1小時后，快速泄壓并冷卻，最終得到泡孔均勻、大小可控的閉孔微孔發泡聚丙烯材料。發明中，該方法對聚丙烯發泡基體所采用的溶脹和滲透壓力為15~30MPa，溶脹和滲透溫度為130~170℃，優選工藝條件下最高的發泡倍率為12倍。

北京工商大學公布了一項發明名稱為“一種高發泡倍率聚乙烯泡沫材料及制備方法”（CN105440395A）的專利。在該發明中，將超高分子量聚乙烯與其他聚乙烯（PE）烘干，與發泡劑、成核劑和潤滑劑進行高速混合后；然后在擠出機上進行熔融擠出發泡；最終制得高倍率PE發泡材料。該發明通過引入超高分子量PE來改性通用PE的可發性，通過偶氮化合物或改性碳酸氫鈉等化學復合發泡劑來使超高分子量PE更好地塑化熔融混合和提高泡孔密度，可以實現20倍以上發泡倍率PE泡沫材料的連續生產，產品期望應用于緩沖材料和包裝材料等。

常州大學公布了一項發明名稱為“一種高發泡倍率EPDM泡沫材料及其發泡成型方法”（CN103408845A）的專利。該方法將三元乙丙橡膠（EPDM）基料塑煉后加入交聯劑、氧化鋅、硬脂酸及Ac發泡劑等助劑，然后再將混合料混勻后壓平，經歷預成型后放在模具中進行發泡處理。最終可制得最高發泡倍率為8.7倍的發泡材料，而工業上常規的發泡倍率僅為7倍，并且通過該方法制備的泡沫其泡孔密度和力學性能可調，而生產成本并沒有增加，具有高的性價比。

桑德（天津）再生資源投資控股有限公司公布了一項發明名稱為“一種高倍率全生物降解發泡材料的制備方法”（CN106967280A）的專利。在該發明中，全生物降解材料聚乳酸和聚己二酸對苯二甲酸丁二酯共混物中添加環氧類擴鏈劑作為反應相容劑EC，添加有機改性蒙脫土OMMT作為形核劑，通入超臨界二氧化碳作為發泡劑，通過長時間高壓溶脹吸附后，迅速泄壓獲得高發泡倍率的發泡材料。通過該方法制備的聚乳酸發泡材料發泡倍率最高為80倍，并且能夠全生物降解，綠色環保，可大范圍取代包裝等所使用的不可降解類泡沫塑料。

綜上所述，為制備大倍率聚合物泡沫，現有發泡方法大多通過極端的高溫高壓條件來滿足常規發泡過程中的工藝條件需要，有的方法則使用了大量助劑來改善聚合物組分的混合效果或提高發泡基體的可發性，有的方法還使用了復合的化學發泡劑。這些方法往往工藝復雜、成本高、污染大，并且都需要高溫高壓的工藝條件，對設備的耐壓耐高溫性能提出了很高的要求，同時給安全生產帶來了一定風險。

發明內容