[發(fā)明專利]一種高透光發(fā)泡材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310239989.0
• 申請(qǐng)日: 2023-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN116162278A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙玲;陳弋翀;鐘文宇;趙艷菲;胡冬冬;余加保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/12
• 分類號(hào): C08J9/12;C08J9/14;C08L75/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王苗苗

本發(fā)明提供了一種高透光發(fā)泡材料及其制備方法，涉及發(fā)泡材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的高透光發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟：將待發(fā)泡體和共發(fā)泡劑進(jìn)行超聲混合，得到溶脹的待發(fā)泡體；將所述溶脹的待發(fā)泡體進(jìn)行發(fā)泡，得到高透光發(fā)泡材料；所述發(fā)泡包括超臨界流體發(fā)泡或加熱發(fā)泡。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，得到的發(fā)泡材料具有較高的透光性。本發(fā)明制備的高透光發(fā)泡材料的透光率在85％以上，霧度在50％以上，符合各種應(yīng)用對(duì)于光的透過和散射需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)泡材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高透光發(fā)泡材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，公眾對(duì)于材料功能設(shè)計(jì)性的期待使透光材料的需求日益增加。聚合物發(fā)泡透光材料因其高透光性和可能存在的高散射性使其被應(yīng)用于日常生活中，如代替玻璃作為自然采光結(jié)構(gòu)建筑中透明元素、作為燈光功能設(shè)計(jì)的高透光鞋材泡沫、具有發(fā)光功能顯示屏的保護(hù)屏幕、透光需求不一的燈罩材料以及具有磨砂質(zhì)感的隱私保障材料等各種透光需求。

熱塑性聚合物發(fā)泡工藝中，根據(jù)氣體產(chǎn)生原理的差異可以分為化學(xué)發(fā)泡和物理發(fā)泡兩大類。化學(xué)發(fā)泡是在發(fā)泡加工條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或熱分解釋放氣體從而制孔，但發(fā)泡過程中有害物質(zhì)的排放、化學(xué)發(fā)泡劑殘留對(duì)泡沫產(chǎn)品的污染以及較低的倍率嚴(yán)重限制了應(yīng)用。而傳統(tǒng)物理發(fā)泡通常采用碳?xì)浠衔?例如丙烷、丁烷、戊烷等)、低沸點(diǎn)的氫氟烴(HFC)和氫氯氟烴(HCFC)等作為發(fā)泡劑，但這些物理發(fā)泡劑所產(chǎn)生的氣體會(huì)帶來臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)，以及易燃易爆等安全環(huán)保問題使其無(wú)法被廣泛接受。

目前，在發(fā)泡聚合物領(lǐng)域，超臨界流體已經(jīng)成為取代化學(xué)發(fā)泡劑和傳統(tǒng)物理發(fā)泡劑的新型發(fā)泡劑，尤其以超臨界氮?dú)?N₂)和二氧化碳(CO₂)作為發(fā)泡劑最為成功。在伴隨著社會(huì)的發(fā)展過程中其綠色環(huán)保的特點(diǎn)深入人心，超臨界流體發(fā)泡聚合物在最近幾年也已經(jīng)陸續(xù)開始規(guī)模化生產(chǎn)，更高要求的超臨界流體發(fā)泡技術(shù)也受到越來越多的期待。然而，該方法所制備泡沫材料的泡孔形貌通常具有泡孔尺寸小、泡孔密度大等特點(diǎn)，通過此技術(shù)所制備的微孔泡沫并不利于光線折射，因此所制備的泡沫基本上不透光，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料透光性與霧度的需求。

中國(guó)專利CN201910011816.7公開了一種高透光性發(fā)泡彈性材料的成型工藝，該方案通過在超臨界流體發(fā)泡中緩慢泄壓的方法制備高透光性發(fā)泡彈性體材料，但在實(shí)驗(yàn)操作中的泄壓速率難以控制，不利于泡孔尺寸的精準(zhǔn)控制。中國(guó)專利CN202111464400.4公開了一種高透光高霧度的光擴(kuò)散板及其制備方法和應(yīng)用，該方案采用化學(xué)發(fā)泡的方法制備了高透光、高霧度的泡沫材料，但其在前期預(yù)處理階段操作時(shí)間過長(zhǎng)，而且發(fā)泡過程中化學(xué)發(fā)泡劑的分解對(duì)環(huán)境會(huì)造成破壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高透光發(fā)泡材料及其制備方法，本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，得到的發(fā)泡材料具有較高的透光性。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種高透光發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟：

將待發(fā)泡體和共發(fā)泡劑進(jìn)行超聲混合，得到溶脹的待發(fā)泡體；

將所述溶脹的待發(fā)泡體進(jìn)行發(fā)泡，得到高透光發(fā)泡材料；

所述發(fā)泡包括超臨界流體發(fā)泡或加熱發(fā)泡。

優(yōu)選地，所述超聲混合的時(shí)間為d×(10～120)min，d為待發(fā)泡體的厚度或半徑。

優(yōu)選地，所述超聲混合的超聲功率為500～1500W。

優(yōu)選地，所述待發(fā)泡體包括熱塑性聚氨酯彈性體、熱塑性聚酯彈性體、熱塑性聚酰胺彈性體、熱塑性聚烯烴彈性體、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯中的一種或多種。

優(yōu)選地，當(dāng)所述待發(fā)泡體為結(jié)晶形聚合物時(shí)，所述發(fā)泡的溫度為(Tm-50℃)～Tm，所述Tm為所述結(jié)晶形聚合物的熔融溫度；