專利名稱：可工業化的超臨界流體技術制備聚合物發泡材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種可工業化的超臨界流體技術制備聚合物發泡材料的方法，特別涉及一種可工業化的利用超臨界流體發泡技術制備聚合物微孔發泡材料的方法。技術背景
超臨界流體(SCF，supercritical fluid)是指在臨界溫度以上、臨界壓力以上的流體。由于其粘度和擴散系數接近氣體，而密度和溶劑化能力接近液體，可以利用超臨界流體的這些優點來制備聚合物發泡材料，由此形成一種新的發泡技術，即超臨界流體發泡技術。
相比于傳統的發泡技術，超臨界流體發泡技術不再受發泡劑分解溫度的限制，不但能發泡通用的聚合物材料，還可以發泡耐熱溫度更高的特種工程塑料；而且臨界流體的在聚合物中擴散速率快、溶解度高，容易制得泡孔尺寸較小、孔密度較高的微孔發泡材料。 整個超臨界發泡過程清潔，對環境和發泡制品都不會造成污染，因此超臨界流體發泡技術越來越受到社會的重視。
相比于傳統發泡材料，微孔發泡材料孔徑較小，孔密度較高，可以在不損失機械性能的前提下減輕制品重量，具有較低的介電常數，可以制成制品尺寸較小、超薄的發泡制品，這些優點使微孔發泡可以滿足重量輕、機械性能高的領域(如航空航天、汽車、體育器材等)，減震、緩沖、包裝、隔熱(特別是精密微電子器件的包裝、緩沖)，食品、生物醫用材料、人居，光電材料(如反射板、超大規模集成電路)，聲音阻尼材料，吸附、膜分離、組織工程支架材料等等領域。
聚合物微孔發泡材料多應用超臨界流體技術來制備，比如超臨界二氧化碳技術 (scco2)和超臨界氮氣(Srfg技術，這些技術和不同的發泡工藝結合起來，衍生出超臨界注塑發泡、超臨界連續擠出發泡、超臨界固態間歇發泡等一系列微孔發泡工藝方法。
目前的微孔發泡工藝還存在許多問題，如在超臨界注塑或擠出發泡工藝中，其優點是連續化生產效率高，但是此類工藝加工溫度高于聚合物的熔融溫度，而且要求聚合物有較高的熔體強度，發泡的過程中壓力降低速率比較低，通常制得的發泡產品泡孔粗大、孔徑分布不均，并且發泡倍率較小。超臨界固態間歇發泡工藝通常飽和溫度較低，飽和需要幾個小時甚至幾十個小時，生產效率較低，大大限制了這種工藝的大規模工業化。發明內容
本發明的目的是提供一種可工業化的超臨界流體技術制備聚合物微孔發泡材料的方法，以克服現有技術存在的缺陷，滿足相關領域的發展需要。
本發明的技術構思是這樣的設想在較高溫度下，聚合物在此溫度下維持原有形狀，利用超臨界流體對欲發泡聚合物進行溶脹滲透，達到擴散平衡，形成聚合物-超臨界流體均相溶液；然后通過控制卸壓速率使聚合物-超臨界流體均相溶液體系過飽和，從而形成大量氣核，體系內溶解的氣體擴散進入氣核使氣核繼續生長，最后形成孔徑均一、孔密度可以調節的微孔發泡材料。
基于上述構思，本發明所述可工業化的采用超臨界流體技術制備聚合物發泡材料的方法包括如下步驟
1)將欲發泡的聚合物原料經過熔融、混煉及冷卻，制成原胚；
所述聚合物原料是具有如下結構特征的聚烯烴
權利要求
1.一種可工業化的采用超臨界流體技術制備聚合物發泡材料的方法，其特征在于，包括如下步驟1)將欲發泡的聚合物原料經過熔融、混煉及冷卻，制成原胚；所述聚合物原料是具有如下結構特征的聚烯烴
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)制得的原胚的結晶度在30%以下。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟2)中所述容器的內腔尺寸較原胚尺寸同比例放大至少10%。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)制得的原胚是結晶聚合物時，步驟2) 中溶脹滲透的溫度范圍為0. STffl Tm，前述Tm為所選欲發泡結晶聚合物原胚的熔點。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)制得的原胚是非結晶聚合物時，步驟 2)中溶脹滲透溫度范圍為Tg Tf，前述Tg和Tf分別為所選欲發泡非結晶聚合物原胚的玻璃化轉變溫度和粘流溫度。
6.如權利要求4或5所述的方法，其特征在于步驟2)中溶脹滲透的溫度范圍為80 ^O0C。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在步驟2)中溶脹滲透的超臨界流體壓力范圍為 5 20MPa，溶脹滲透時間為0. 5 2h。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在步驟3)中的卸壓速率為50 400MPa/s。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于制得的聚合物微孔發泡材料為原胚體積的 10 30倍，厚度在20 60mm之間，孔徑在10 IOOym之間，孔密度在IO5 IO12Cells/cm3之間。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所選用的超臨界流體是指超臨界二氧化碳和/或超臨界氮氣。
全文摘要
本發明公開了一種可工業化的采用超臨界流體技術制備聚合物發泡材料的方法，包括如下步驟1)將欲發泡的聚合物原料經過熔融、混煉及冷卻，制成原胚；2)將原胚放在容器中，充入超臨界流體，進行溶脹滲透；3)通過控制卸壓速率，從而引發成核、發泡，形成孔徑均勻、孔密度可調節的閉孔微孔聚合物發泡材料。本發明具有工藝簡單，生產過程清潔環保，效率較高，制得的發泡材料機械性能較高，可以滿足交通運輸工具、建材、包裝等領域的使用。
文檔編號C08L55/02GK102504323SQ20111034834
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者徐強, 李巍 申請人:常州天晟新材料股份有限公司