[發明專利]一種聚烯烴專用有機氟勻泡劑的合成與應用

在審

• 申請號: 202010473399.0
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111471207A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 鄒威;郭俊毅;張晨;馬育紅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學常州先進材料研究院
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08J9/12;C08L23/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種聚烯烴專用有機氟勻泡劑的合成與應用。本發明提供了一種可用于聚烯烴發泡產品勻泡劑的合成方法。本發明的聚烯烴專用勻泡劑的分子鏈是雙親結構，一端是親聚烯烴的長碳鏈，另外一端是疏聚烯烴的氟碳鏈，發泡過程中可穩定固氣兩相界面，控制形成細膩穩定的泡孔結構。所述勻泡劑的制備方法，包括如下步驟：將長碳鏈脂肪酸或者是酸酐改性的聚烯烴和十七氟癸基三甲氧基硅烷反應，以1?(3?二甲胺基丙基)?3?乙基碳二亞胺和4?二甲氨基吡啶為催化劑，以二氯甲烷作為溶劑，制得有機氟縮合長碳鏈脂肪酸或酸酐改性的聚烯烴的勻泡劑。此類勻泡劑在發泡過程中能使泡沫混合均勻，降低體系的表面張力以促進成核并起到支撐泡沫體的作用，從而防止泡沫塌陷，提高閉孔率，制備高性能的聚烯烴發泡產品。

技術領域

本發明涉及用于制備高性能的勻泡劑，特別涉及用于制備聚烯烴發泡時所需的勻泡劑，以及該勻泡劑的應用效果和性能。

背景技術

泡沫塑料是以塑料為基本組分并含有大量氣泡的聚合物材料,因此也可以說是以氣體為填料的復合塑料。與純塑料相比,它具有很多優良的性能,如質輕、比強度高、可吸收沖擊載荷、隔熱和隔音性能好等。因而在工業、農業、建筑、交通運輸等領域得到了廣泛應用。泡沫塑料自問世以來,其用途日益廣泛,品種不斷豐富,其中較為常見的傳統泡沫塑料主要有聚丙烯(PP)聚氨酯(PUR)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、酚醛樹脂(PF) 等品種。

勻泡劑是泡沫塑料發泡工藝過程中必不可少的組分之一，它是一種高效表面活性劑,具有成核、乳化配方中各個組分、穩定泡沫、使泡沫開孔和沖孔等作用。有機硅表面活性劑是泡沫塑料中最重要的穩定劑,在硬質和軟質泡沫塑料制造中具有廣泛的應用。20世紀50年代初,硅氧烷表面活性劑作為泡沫塑料勻泡劑開始研究和應用，隨著一步法生產工藝要求,聚醚改性聚硅氧烷以其優異的穩泡性能得到了迅速發展和應用，其中Si─C型耐水解勻泡劑是聚醚改聚硅氧烷中的主要品種。

碳硅型勻泡劑中有機硅側鏈的主要作用就是可以降低體系表面張力并促進成核并起到支撐泡沫體的作用，我們發現，另外一種有機物側鏈在這一方面的性能可能會更加優異，就是有機氟側鏈。鑒于此，目前有待合成一種聚烯烴發泡產品專用勻泡劑，能夠起到均勻泡孔結構，提高閉孔率，提升回彈性能，制備高性能的聚烯烴發泡產品。本發明通過有機氟縮合長碳鏈的脂肪酸或酸酐改性的聚烯烴，得到了適用于聚烯烴發泡產品的勻泡劑，具有良好的使用效果。

發明內容

本發明的目的在于合成一種聚烯烴發泡產品專用勻泡劑，以解決聚烯烴材料發泡過程中氣孔的塌落，孔粗，開裂問題，有效的降低了發泡過程中固-氣兩相的表面張力，達到均勻、細化泡孔的目的。

為了解決上述問題，本發明提供聚烯烴發泡產品專用勻泡劑，本發明的聚烯烴發泡產品專用勻泡劑其中一端是長碳鏈，以提供與聚烯烴熔體良好的相容性；另外一端為有機氟，有效的降低了發泡過程中固-氣兩相的界面張力，達到均勻、細化泡孔的目的。十八酸和十七氟癸基三甲氧基硅烷在1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺和4-二甲氨基吡啶做催化劑，二氯甲烷作為溶劑的條件下反應，得到勻泡劑。

優選地，所述聚烯烴發泡產品專用勻泡劑包括如下原料：十八酸，酸酐改性的聚烯烴，十七氟癸基三甲氧基硅烷，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺和4-二甲氨基吡啶，二氯甲烷。

優選地，所述聚烯烴發泡產品專用勻泡劑包括如下重量份的原料：所述脂肪酸中羧基和十七氟癸基三甲氧基硅烷中甲氧基的摩爾比3：1～1：1，所述酸酐改性的烯烴中酸酐與十七氟癸基三甲氧基硅烷中的甲氧基比為3：1～1：1，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺添加量為脂肪酸的1～2wt％，4-二甲氨基吡啶為脂肪酸質量的1～2wt％。

優選地，所述的長碳鏈的酸為十八酸。

優選地，所述聚烯烴發泡產品的發泡劑為超臨界CO_2。