[發明專利]一種聚乙烯醇/碳納米管微孔發泡材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811200912.8
• 申請日: 2018-10-01
• 公開（公告）號: CN109294137A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 趙寶艷;吳超;林玲
• 申請（專利權）人: 浙江紡織服裝職業技術學院
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08J9/12;C08J9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種泡孔穩定性好、不易塌陷的聚乙烯醇/碳納米管微孔發泡材料的制備方法。制備方法包括3個步驟：(1)含極性基團碳納米管的制備；(2)聚乙烯醇組合物的制備，聚乙烯醇組合物包含聚乙烯醇、步驟1制備得到的含極性基團碳納米管和塑化劑；(3)將聚乙烯醇組合物放置于高壓模具中，通過特定工藝制備得到聚乙烯醇微孔發泡材料。本發明的方法具有如下優點：含極性基團碳納米管能夠減小泡孔成核的自由能壘，為聚乙烯醇發泡提供異質成核位點，提高泡孔成核速率，在發泡過程中泡孔不易塌陷，比純聚乙烯醇泡沫具有更優越的機械性能。

技術領域

本發明涉及一種聚乙烯醇微孔發泡材料的制備方法，更具體涉及一種泡孔穩定性好、不易塌陷的聚乙烯醇/碳納米管微孔發泡材料的制備方法。

背景技術

聚合物微孔發泡材料是一種性能優越的材料，具有質輕、隔熱、隔音、緩沖、比強度高、價格低廉等優點，因此在包裝業、工業、農業、交通運輸業、軍事工業、航天工業等領域得到廣泛的應用。通常使用的聚合物泡沫大多由石油基樹脂制成，例如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨脂和聚氯乙烯等。隨著環保意識的提高，可生物降解聚合物泡沫越來越受到人們的關注。聚乙烯醇(PVA)是一種環境友好型材料，分子鏈上含有大量羥基，燃燒產物為水和二氧化碳，對環境友好。作為一種典型的可生物降解和水溶性聚合物，聚乙烯醇具有優越的綜合性能，如化學穩定性、機械性能、熱性能和阻隔性等，應用領域廣泛，與其他可降解聚合物相比價格較低，更具成本效益。

至于聚乙烯醇發泡工藝，使用環保的發泡劑代替常規的化學發泡劑如氟氯烴和氫氟氯烴等是一項必不可少的工作。超臨界二氧化碳由于其廉價無毒、不可燃、化學惰性且易于從空氣中獲得，逐步成為受人們關注的綠色發泡劑。

在超臨界二氧化碳發泡過程中，聚乙烯醇受到固有的粘彈性、弱的熔體強度、二氧化碳的低溶解度和低成核效率等因素的影響，難以得到高泡孔密度且不易塌陷的泡沫。同時在相對較高的壓力和溫度下制備的聚乙烯醇泡沫在幾小時內趨于塌陷，其綜合性能如泡孔密度的機械性能仍低于預期值。

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單高效、低成本、不易塌陷的聚乙烯醇發泡材料的制備方法。

本發明人等經過深入的研究，結果發現：通過將帶有特定極性基團的碳納米管加入聚乙烯醇中，同時精確調控超臨界流體發泡工藝參數，可制得不易塌陷的聚乙烯醇/碳納米管微孔發泡材料。

即，本發明涉及一種聚乙烯醇/碳納米管微孔發泡材料的制備方法，包括步驟1、步驟2和步驟3；

步驟1：含極性基團碳納米管的制備，該極性基團為氨基和環氧基中的一種或兩種；

步驟2：聚乙烯醇組合物的制備，聚乙烯醇組合物包含聚乙烯醇、步驟1制備得到的含極性基團碳納米管和塑化劑，聚乙烯醇組合物中的聚乙烯醇為100質量份時，含極性基團碳納米管為0.1～5.0質量份，塑化劑為5～30質量份；

步驟3：將聚乙烯醇組合物放置于高壓模具中，升溫至飽和溫度，飽和溫度130℃～165℃，充入超臨界流體至飽和壓力，飽和壓力為10～18MPa，再保溫保壓，保溫保壓時間為30～120min，然后卸壓，制備得到聚乙烯醇/碳納米管微孔發泡材料，卸壓速率為50～500MPa/s。

本發明的方法可以制備聚乙烯醇/碳納米管微孔發泡粒子、發泡片材或發泡板材。與單純的聚乙烯醇發泡方法相比，本發明的方法具有如下優點：含極性基團碳納米管能夠減小泡孔成核的自由能壘，為聚乙烯醇發泡提供異質成核位點，提高泡孔成核速率，在發泡過程中泡孔不易塌陷，比純聚乙烯醇泡沫具有更優越的機械性能。

附圖說明

圖1為實施例1的發泡樣品內部泡孔形態的掃描電鏡圖。

圖2為比較例1的發泡樣品放置12h后，出現明顯塌陷的照片。

具體實施方式