[发明专利]纳米泡孔聚合物泡沫体及其制备方法

说明书

发明背景

本发明一般地涉及纳米泡孔的聚合物泡沫体及其制备方法。此外，本 发明涉及由该纳米泡孔的聚合物泡沫体制备的制品。

使用聚合物泡沫体通常主要因其缓冲效应，其次因其结构特征产生的 有益效果，例如能吸收液体或能量、绝热等。对环境日益增加的关注和在 较低重量下改进的性能要求是泡沫体和其他材料恒定不变的研究动力。性 能提高的聚合物泡沫体的可调的孔隙形貌尚未被充分地利用来改进性能。 目前的聚合物泡沫体占主导的是结构性能小于理论上可能的上下限或在其 内的商品聚合物。本领域已知降低孔度并变化到微米级水平可产生经典权 利(entitlement)上下限以内的性能。不断需要改进性能，从而超过经典上限 理论，同时保持材料重量近可能低。总之，本发明是关于具有优异的结构、 热性能和介电性能且透明的工程聚合物泡沫体形貌。

因此，需要具有提高的性能的纳米泡孔聚合物泡沫体，和制备该泡沫 体的方法。

简要说明

本文公开了聚合物泡沫体及其生产方法。与实心(solid)聚合物相比，聚 合物泡沫体具有一种或多种所需的性能，例如光学透明度，和在较低的重 量与体积比下，优异的结构、热性能和介电性能。

在一个方面中，公开了纳米泡孔聚合物泡沫体，它的平均孔度为约10 纳米-约500纳米；和泡沫密度是纳米泡孔泡沫体材料堆积密度的约1％- 约50％。

在另一方面中，公开了制备纳米泡孔泡沫体的方法。该方法包括使聚 合物与发泡剂接触，该聚合物的平均粒度为约10纳米-约10毫米。

在再一方面中，公开了纳米泡孔的聚合物泡沫体，它的平均孔度为约 10纳米-约500纳米；和相对密度是纳米泡孔聚合物泡沫体材料的堆积密 度的约5％-约50％；其中该泡沫体由热塑性聚合物制成。

在另一方面中，公开了由前面所述的制备纳米泡孔泡沫体的方法制造 的制品。

附图

当参考附图，阅读下述详细说明时，本发明的这些和其他特征、方面 和优点将变得更好理解，其中在整个说明书中，相同的标记表示相同的部 件，其中：

图1表示泡孔尺寸对于频率所作的频率分布图，以说明术语“平均孔度” 的定义；

图2是针对各类聚合物泡沫体，其中包括本文公开的纳米泡孔的泡沫 体的相对密度对于归一的性质所作的图。

图3是根据本发明的实施方式，显示在形成聚合物泡沫体的过程中， 应力变化对所施加的应变的示意图；

图4是根据本发明另一实施方式，显示作为聚合物泡沫体的泡孔尺寸 和气体传导率变化的函数关系图；

图5表示根据本发明再一实施方式，对于具有一组给定泡径/泡沫密度 值的聚合物泡沫体来说，消光系数与波长之间的关系示意图；

图6表示根据本发明再一实施方式，双酚A(BPA)均聚碳酸酯泡沫体的 平均孔隙尺寸和泡沫密度对可见光的光学透明度影响的示意图；

图7是显示根据本发明另一实施方式，聚合物颗粒的平均粒度和扩散 时间的对数之间的关系示意图；

图8表示根据本发明另一实施方式，对图6的聚碳酸酯来说的温度-溶 解度图；

图9表示根据本文公开的方法中的一种实施方式，形成纳米泡孔聚合 物泡沫体的图解方法；

图10表示根据本文公开的方法中的另一实施方式，形成纳米泡孔聚合 物泡沫体的图解方法；

图11表示根据本文公开的方法中的再一实施方式，形成纳米泡孔聚合 物泡沫体的图解方法；

图12表示根据本文公开的方法中的另一实施方式，形成纳米泡孔聚合 物泡沫体的图解方法。

详细说明

在本发明的公开内容中，公开了纳米泡孔的聚合物泡沫体，它兼有低 重量和一种或多种额外性能，例如光学透明度、优异的结构、热性能和介 电性能。

本文定义的的术语“纳米尺寸”是指包括从约10纳米一直到约1000纳 米，但不包括约1000纳米的任何或所有尺寸。本文定义的的术语“微米尺寸” 是指包括从约1微米到约1毫米的任何或所有尺寸。本文定义的的术语“毫 米尺寸”包括从约1毫米到约10毫米的任何或所有尺寸。

本文定义的的应用到聚合物泡沫体上的术语“平均孔度”表示泡沫体泡 孔的直径，它通常用频率/泡孔尺寸分布图示。图1示出了这一类型的分布 实例。该分布的特征在于平均孔度和标准偏差。