[發明專利]一種具有小孔徑的輕量聚苯乙烯發泡材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910707445.6
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN111138773A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 趙玲;強薇;胡冬冬;劉濤;姚舜
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L83/04;C08J9/12;C08J9/00;C08J9/14
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;陳卓

本發明公開了一種聚苯乙烯發泡材料的制備方法，其包括如下步驟：將聚苯乙烯和聚二甲基硅氧烷共混，得到聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷共混物；將所述聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷共混物在超臨界CO₂條件下發泡即可；其中，所述聚二甲基硅氧烷數重分子量可為2000g/mol～17000g/mol。該制備方法工藝簡單，不會產生不良氣味以及副產物，對環境好，且添加劑安全環保，滿足相關領域發展的需要。該聚苯乙烯發泡材料的成核密度大、泡孔直徑小、發泡倍率大、環境友好。

技術領域

本發明涉及一種聚苯乙烯發泡材料及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯(PS)是一種無定形聚合物，具有極高的透明度，電絕緣性好，易加工，成本低廉。由于這些優良的特性，聚苯乙烯發泡產品廣泛應用于食品包裝，建筑保溫，產品緩沖和屏蔽材料等領域。目前，我國聚苯乙烯發泡工業中的主要是含氟物理發泡劑，例如氫氯氟烴(HCFC)，氫氟烴(HFC)和碳氫化合物(HC)，因為它們在聚合物中溶解度高且發泡過程擴散較慢，得到的聚苯乙烯發泡產品倍率較高。但是，由于氟氯化碳和氟氯烴對環境有害，國外發泡工業轉向使用綠色環保型的發泡劑來進行聚合物發泡，國內發泡行業也開始推進聚合物綠色發泡過程，超臨界CO₂相比氟氯發泡劑相比，CO₂的ODP(臭氧損耗值)為零，無毒、安全、不存在回收利用問題，成為取代氟氯烷烴的主流發泡劑之一。

近十年來，我國聚苯乙烯發泡界也開始對超臨界CO₂發泡進行了研究，目前仍有以下棘手問題待解決：與HFC/HC/CFC等發泡劑相比，CO₂在聚合物中具有低溶解度和高解析速率等缺點，很難得到高發泡密度和高發泡倍率的聚苯乙烯發泡材料，從而限制了聚苯乙烯的應用。目前改善超臨界CO₂發泡聚苯乙烯倍率主要從兩個方面入手，一是通過對聚合物發泡基體本身進行添加劑改性，從而提高成核密度，比如納米碳酸鈣，蒙脫土等無機填料，或者是添加親CO₂添加劑，比如含氟含硅等聚合物，從而可以提高聚合物基體和CO₂的相互作用，從而增強提高發泡材料的泡孔密度，但是單獨添加成核劑并不能明顯提高發泡材料的倍率；另一方面是從改善發泡劑入手，通過加入共發泡劑提高CO₂的發泡性能，整體提高發泡劑在聚合物基體中的溶解度和減緩發泡劑的解析擴散速率，維持發泡劑在聚合物基體內部高溶解度，從而得到較高發泡倍率的聚合物發泡材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服現有技術中的通過超臨界CO₂發泡制備聚苯乙烯材料過程中，CO₂在聚苯乙烯中溶解度較低、擴散快，所得聚苯乙烯材料孔徑大、發泡倍率低等缺陷，而提供一種聚苯乙烯發泡材料及其制備方法。該制備方法工藝簡單，不會產生不良氣味以及副產物，對環境好，且添加劑安全環保，滿足相關領域發展的需要。該聚苯乙烯發泡材料的成核密度大、泡孔直徑小、發泡倍率大、環境友好。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供了一種聚苯乙烯發泡材料的制備方法，其包括如下步驟：將聚苯乙烯和聚二甲基硅氧烷共混，得到聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷共混物；將所述聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷共混物在超臨界CO₂條件下發泡即可；其中，所述聚二甲基硅氧烷數重分子量可為2000g/mol～17000g/mol。

本發明中，所述聚二甲基硅氧烷數重分子量較佳地為2000g/mol～6000g/mol，更佳地為2000g/mol。

本發明中，所述聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷共混物中所述聚二甲基硅氧烷的含量可為0.5～1.5wt％，較佳地為1wt％。

本發明中，所述聚苯乙烯材料可為本領域常規，較佳地為楊子巴斯夫石化158K通用級聚苯乙烯。

本發明中，所述共混的操作和條件可為本領域常規，所述共混一般在本領域常規的哈克密煉機中進行。