[發明專利]高性能聚苯乙烯增韌泡沫材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011503666.0
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112321961A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 田哲;周彥鵬;李凱;孔晶晶
• 申請（專利權）人: 深圳市方科馬新材料有限公司
• 主分類號: C08L25/08
• 分類號: C08L25/08;C08L63/00;C08L13/00;C08J9/00;C08F212/08;C08F226/06;C08F2/44;C08L33/12;C08L81/04;C08F220/14;C08F222/14;C08L81/06;C08F220/34;C08L5
• 代理公司: 烏魯木齊和美創新專利商標代理事務所(普通合伙) 65112
• 代理人: 楊玉虎

本發明涉及聚苯乙烯材料及制備工藝技術領域，是一種高性能聚苯乙烯增韌泡沫材料及其制備方法，前者制備體系包括連續相和分散相，連續相包括油相反應單體、油相交聯劑、油相增韌劑和引發劑，分散相與連續相不反應且不互溶。本發明制備的高性能聚苯乙烯增韌泡沫材料95％以上均為閉孔結構的前提下，其受沖擊時能保持較好的沖擊能力，脆性斷裂的可能性小，因此本發明的高性能聚苯乙烯增韌泡沫材料的增韌效果更優，使其應用范圍領域更廣泛，優勢更明顯。

技術領域

本發明涉及聚苯乙烯材料及制備工藝技術領域，是一種高性能聚苯乙烯增韌泡沫材料及其制備方法。

背景技術

輕質高強聚苯乙烯泡沫材料是近些年新開發的品種，由于其具有高強度、高模量、極好的耐化學性、耐磨性、優異的粘接、耐磨、電絕緣、化學穩定，是聚合物復合材料中應用最廣泛的基體材料之一。應用于風力發電、海洋石油開采、汽車、軍事安防領域，然而在更高要求的應用領域和進一步的研究發現，聚苯乙烯泡沫材料具有很高的交聯密度，因而存在質脆，耐疲勞性、抗沖擊韌性差等缺點，其中脆性表現較明顯，雖然很大程度保證了機械強度，但是在其他領域的應用還是存在較大限制。

傳統的增韌方法，是通過添加增韌劑或者通過彈性體來改性，但是這種結果往往沖擊強度得到提高，其相應的材料耐熱性和模量隨之下降，因而結果不盡人意。其中，彈性體泛指除去外力后能恢復原狀的材料，然而具有彈性的材料不一定是彈性體；彈性模量可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標，其值越大，使材料發生一定彈性變形的應力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應力作用下，發生彈性變形越小。彈性體只是在弱應力下形變顯著，應力松弛后能迅速恢復到接近原有狀態和尺寸的高分子材料。

常用的增韌方法有：橡膠彈性體增韌法、熱塑性樹脂增韌法、剛性粒子增韌法、核殼結構聚合物增韌法、液晶聚合物增韌法、納米粒子增韌法及超支化分子增韌法等。橡膠彈性體增韌雖增韌效果明顯，但會降低體系的耐熱性和模量。熱塑性樹脂增韌雖不降低材料模量和耐熱性，但其用量較大，溶解性和流動性較差。

液晶聚合物增韌較少用量就可明顯提高韌性，但其成本較高，加工困難。其中，液晶聚合物(LCP)是介于固體晶體和液體之間的中間狀態聚合物，其分子排列雖然不像固體晶態那樣三維有序，但也不是液體那樣無序，而是具有一定的有序性。它是一種新型的高分子材料，在熔融態時一般呈現液晶性。超支化聚合物具有獨特結構，用于樹脂增韌，工藝性好，能有效提高材料韌性，但是在一定程度上會降低材料耐熱性。

發明內容

本發明提供了一種高性能聚苯乙烯增韌泡沫材料及其制備方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有聚苯乙烯泡沫材料抗沖擊韌性差的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種高性能聚苯乙烯增韌泡沫材料，其制備體系包括連續相和分散相，連續相包括油相反應單體、油相交聯劑、油相增韌劑和引發劑，分散相與連續相不反應且不互溶，連續相和分散相的體積比為0.5至9.5:0.5至9.5，引發劑、油相反應單體和油相增韌劑的質量比為0.1至10：100：0.01至5。

下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進：

上述油相反應單體為苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中的一種以上。

上述油相交聯劑為三丙烯基異氰尿酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、過氧化苯甲酰和季戊四醇四丙烯酸酯中的一種以上。

上述油相交聯劑包含己二醇二甲基丙烯酸酯時，己二醇二甲基丙烯酸酯占油相反應單體質量的5％至26%；油相交聯劑包含過氧化苯甲酰時，過氧化苯甲酰占油相反應單體質量的5％至26％；油相交聯劑包含三丙烯基異氰尿酸酯時，三丙烯基異氰尿酸酯占油相反應單體質量的0.3％至6％；油相交聯劑包含季戊四醇四丙烯酸酯時，季戊四醇四丙烯酸酯占油相反應單體質量的0.3％至6％。