[发明专利]基于多孔无机材料的纳米复合发泡剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔无机材料负载有机物的复合物制备方法领域。主要是利用多孔无机材料具有的可调的孔径，较大的比表面积和孔容，通过浸渍法制备出有机-无机纳米纳米复合发泡剂和所制备的复合发泡剂作为制备有机-无机纳米复合的泡沫塑料的发泡剂的用途背景技术。 

背景技术

发泡剂的工业用途之一是用于PVC，橡胶，聚烯烃，聚乙烯，环氧树脂，或其他聚合物的发泡。发泡剂AC和4，4’-氧代双苯磺酰肼是两种应用最广泛的的发泡剂。目前由于微泡塑料的显著优越性，泡沫塑料的研究难点集中在如何有效控制发泡剂量、增加成核点以及如何简单经济制备孔径小，密度大，泡孔均匀的泡沫塑料的方向上。现在的发泡剂多数是直接与塑料原料混合，或是发泡剂、发泡助剂同其混合进行发泡，而由于发泡剂自身容易团聚，在塑料原料中不易均匀分散，生产过程中容易形成局部过热，导致发泡孔径不均匀，且成核点低，不易控制发泡孔径大小，大大降低了发泡效率和质量。在公开专利(200710064945.X)中提到的复合发泡剂，主要是利用纳米二氧化硅的吸附作用复合成的发泡剂，复合发泡剂容易团聚，利用此种发泡剂生产的泡沫塑料，泡孔尺寸较大，并且分布不均匀。 

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种操作简单、生产成本低廉，生产效率高的新型有机-无机纳米复合发泡剂的制备方法。本发明方法通过制备出粒径均一，分散性好的介孔二氧化硅材料，通过扩孔把材料孔径进一步扩大，易于组装发泡剂。，通过选用硅烷偶联剂，对制备的二氧化硅材料进行了组装前有机改性，提高了它与聚合物的相容性，并制备了有机-无机纳米复合发泡剂。本发明中的偶氮二甲酰胺和4，4’-氧代双苯磺酰肼分别进入了介孔二氧化硅微球的孔道中，制备得到了有机-无机纳米复合物。 

本发明为一种制备有机-无机纳米复合发泡剂的方法。 

本发明方法与现有方法的优势在于成功地把发泡剂嵌入到无机多孔材料的孔道中，提高了复合发泡剂中有机发泡剂的量，而且所制备有机-无机复合发泡剂改善了纯有机发泡剂自身的团聚情况，也优于简单混合的无机-有机复合发泡剂。 

上述制备方法只有一个浸渍负载过程，没有分解过程。 

上述制备方法中优选使用的有机发泡剂是偶氮二甲酰胺(AC)和4，4’-氧化双苯磺肼(OBSH)。 

上述制备方法中所述的多孔无机材料的粒径在0.01-10μm，优选0.2-1μm。 

上述制备方法中用到的有机溶剂依据不同的有机发泡剂种类而不同。 

上述制备方法中无机材料的孔道大小关系到能否成功组装发泡剂，所以对无机材料的扩孔是重要的因素。 

本发明所述的改性剂，要针对所使用的载体和发泡剂进行选择。 

本发明所述制备的纳米复合物用途之一是可作为无机-有机纳米复合发泡剂用于微泡塑料加工，其性能也优于常规的有机发泡剂，而且用它制成的发泡材料的机械性能也大大提高。由于有机发泡剂嵌入了无机材料的孔道结构中，从而使发泡剂粒径锐减，明显改善了团聚现象，有效控制了发泡剂的量，避免了发泡过程中的局部过热。此外多孔无机材料的孔道为有机发泡剂提供了大量的成核点，有机发泡剂使这些成核点更好地分散在塑料基体中，发出的泡更均匀，效率更高，发泡孔径达到了微泡级水平。 

附图说明：

图1是本发明实施例1所制备的复合发泡剂与纯有机发泡剂OBSH及扩孔二氧化硅SiO₂材料FT-IR谱图比较，复合发泡剂FT-IR谱图上出现OBSH的特征峰，说明OBSH与改性SiO₂成功地进行了复合。 

图2是本发明实施例1所制备的复合发泡剂与纯有机发泡剂OBSH的¹³C CPMAS核磁谱图，OBSH发泡剂在δ＝100-160ppm范围内有七个峰，复合发泡剂在此范围内也出现七个峰，并且由于发泡剂进入到二氧化硅的孔道后，运动受限，所以峰形变宽，说明OBSH与改性SiO₂成功地进行了复合。 

图3是本发明实施例1所制备的复合发泡剂与纯有机发泡剂OBSH的TG-DTG-DSC曲线，由图可以得到，OBSH与介孔二氧化硅成功地复合，复合发泡 剂中含有的OBSH含量较高。 

图4是本发明实施例2所制备的复合发泡剂与纯发泡剂AC的¹³C CP MAS核磁谱图，说明AC分子与多孔二氧化硅进行了复合，且没有分解为联二脲(LDA)，不同于LDA-SiO₂。 

具体实施方式

实施例1：