[发明专利]具有纳米泡孔形态的聚合物泡沫材料及其制备方法

说明书

发明背景

本发明一般性地涉及具有纳米泡孔(nanocellular)形态的聚合物泡沫材 料和制备该聚合物泡沫材料的方法。更具体地，本发明涉及包括具有来源 于2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物和/或 共聚物的聚合物泡沫材料。

通过将聚合物起泡剂和/或发泡剂分散到所需的聚合物中已制备了聚合 物泡沫材料。聚合物-起泡剂在主体聚合物中的溶解度是可决定泡孔大小的 因素。通常溶解度是有限的，使得微孔形态是用各种起泡剂和聚合物体系 可获得的最小泡孔尺寸。过去，通过使用高压气体注入体系增加溶解度， 由于要求高压，因此比较昂贵。其他增加溶解度的方法包括加入添加剂， 该添加剂可以增加聚合物起泡剂的聚合物溶解度，但也发现降低了主体聚 合物的玻璃化转变性质。

本领域仍需要改进的增加聚合物起泡剂在聚合物中的溶解度的方法。 提供增加的起泡剂溶解度而无需添加剂和不降低玻璃化转变温度的组合物 将是期望的。聚合物起泡剂在主体聚合物体系的溶解度应有效提供纳米泡 孔形态。

发明简述

本发明一般性地提供了聚合物制品和制备该聚合物发泡制品的方法。 在一种实施方式中，聚合物发泡制品包括：具有来源于2-烃基-3，3-双(羟基 苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；和多个平均直径约1 纳米至约1000纳米的泡孔。

在一种实施方式中，制备发泡聚合物制品的方法包括：熔融具有来源 于2-烃基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料； 将起泡剂分散在该聚合物材料中，形成混合物；在能够产生平均直径小于1 微米的泡孔的足够的温度和压力下使混合物中的气泡成核；稳定泡孔；和 将混合物成形为期望的形状。

在另一实施方式中，形成发泡制品的方法包括：熔体挤出包含来源于 2-烃基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚碳酸酯聚合 物；在有效饱和聚碳酸酯聚合物的压力和温度下用起泡剂以大于10wt％起 泡剂的量饱和聚碳酸酯聚合物；在能够产生平均直径小于1微米的泡孔的 足够的温度和压力下使混合物中的气泡成核；以及稳定泡孔，形成发泡制 品。

参考下面本发明各种特征的详细描述和其中包括的实施例可以更容易 地理解本发明。

附图简述

现在参考附图，其中相同的部件以相同的附图标记进行标记：

图1图示说明二氧化碳气体浓度与包含2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c] 吡咯酮结构单元的聚碳酸酯共聚物中的泡孔尺寸和泡孔密度的变化关系；

图2图示说明对于包含40wt％2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮结 构单元的聚碳酸酯共聚物和不包含该结构单元的聚碳酸酯共聚物，二氧化 碳气体的重量增加与时间的变化关系；

图3绘图说明包含40wt％2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮结构单 元的图1的聚碳酸酯泡沫材料的截面图；

图4图示说明对于包含30wt％2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮结 构单元的聚碳酸酯共聚物和不包含该结构单元的聚碳酸酯共聚物，二氧化 碳气体的重量增加与时间的变化关系；

图5绘图说明包含40wt％2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮结构单 元的图1的聚碳酸酯泡沫材料的截面图；以及

图6绘图说明不包含任何2-苯基-3，3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮结构 单元的图1的聚碳酸酯泡沫材料的截面图；

发明详述

具有纳米泡孔形态的聚合物泡沫材料由具有来源于2-烃基-3，3-双(羟基 苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物和/或共聚物形成。该聚合物 可以为均聚物或共聚物，包括但不限于，接枝和嵌段共聚物。该聚合物泡 沫材料通过以下方法形成：将聚合物-起泡剂(PBA)分散到具有所述结构单元 的聚合物和/或共聚物中，致使PBA热力学不稳定，从而在聚合物和/或共 聚物中引起发泡，以及中止发泡以控制泡孔生长。发现包含2-烃基-3，3-双(羟 基苯基)苯并[c]吡咯酮结构单元的聚合物使得聚合物起泡剂的溶解度增加， 该起泡剂的浓度导致形成纳米多孔的(nanoporous)聚合物泡沫材料。