[发明专利]一种超临界二氧化碳发泡成核剂及其制备方法

权利要求书

1.一种超临界二氧化碳发泡成核剂的制备方法，其特征在于所述方法为：

将多孔二氧化硅或多孔二氧化钛、改性试剂在甲苯溶剂中，加热回流条件下进行改性反应，反应12-36h，反应结束分离出固体、干燥，得到改性粉末，改性粉末与引发剂、三乙胺在无水二氯甲烷溶剂中、常温、氮气气氛中反应12-24h，反应结束后分离出固体、干燥得到负载引发剂的粉末，负载引发剂的粉末与离子液体在溶剂无水乙腈中，加入CuBr催化剂和五甲基二乙烯三胺配体，在110~120℃温度、氮气气氛中进行接枝聚合反应，反应24-36小时，反应结束后反应液后处理制得所述超临界二氧化碳发泡成核剂；所述多孔二氧化硅或多孔二氧化钛与改性试剂的质量比为1:2~5；所述引发剂的体积用量以改性粉末的质量计为8~10mL/g；所述三乙胺的体积用量以改性粉末的质量计为15~20mL/g；所述负载引发剂的粉末、溴化亚铜、五甲基二乙烯三胺、离子液体的质量之比为1:0.2~0.4:0.2~0.4:20~100；

所述改性试剂为KH550或KH570；所述引发剂为2-溴代异丁酰溴或二氯丙酸乙酯；所述离子液体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基四氟硼酸铵或1-烯丙基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述反应液后处理方法为：反应液加入甲醇溶剂中，分离出沉淀物，用二甲基甲酰胺（简称DMF）洗涤、干燥即得所述超临界二氧化碳发泡成核剂。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述甲苯溶剂的体积用量以多孔二氧化硅或多孔二氧化钛的质量计为150~500mL/g。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述无水二氯甲烷溶剂的体积用量以改性粉末的质量计为150~500mL/g。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述无水乙腈的体积用量以负载引发剂的粉末的质量计为20~100mL/g。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多孔二氧化硅通过模板法按以下方法制得：将模板剂溶于水中，调pH值为11-13，，然后升温至70~80℃，滴加硅源，滴完后保温搅拌水解反应4~8小时，所得悬浮液用洗涤溶剂洗涤除去模板剂，分离出固体、干燥制得多孔二氧化硅；所述模板剂与硅源的质量比为1:15~30；

所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵（简称CTAB）、F127或P123；所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或硅溶胶；所述洗涤溶剂为盐酸、甲醇体积比1：5~10的混合溶液。

7.按权利要求1所述的方法制备得到的超临界二氧化碳发泡成核剂。

8.如权利要求7所述的超临界二氧化碳发泡成核剂在聚合物超临界二氧化碳发泡中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于所述应用的方法为：超临界二氧化碳发泡成核剂与聚合物原料分散溶解在DMF中，加入甲醇中析出沉淀物，过滤后滤饼干燥后品经双螺杆挤出机，在200 ^oC将材料挤出，制成发泡样品；将发泡样品置于高压反应釜内，先用超临界二氧化碳流体吹洗，排净空气，密封装置后升温到60~140 ^oC的饱和温度，注入二氧化碳流体使饱和压力在10~15 MPa，饱和8~12 h，然后快速泄压并置于冰水裕内冷却定型，得到聚合物的发泡材料；所述聚合物原料为GPPS、PLA、PMMA或PA；所述超临界二氧化碳发泡成核剂与聚合物原料的质量比为1:25~40。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于所述应用的方法为：超临界二氧化碳发泡成核剂与聚合物原料，在双螺杆挤压下混合均匀，并直接进行超临界二氧化碳连续挤出发泡，工艺条件如下：加料口至挤出机出口中间各段温度按I区温度160 ^oC, II区温度160 ^oC, III区温度180 ^oC设定，熔体泵温度为180 ^oC，螺杆转速为40r/min，CO₂流量注入率为20~40ml/min；所述聚合物原料为GPPS、PLA、PMMA或PA；所述超临界二氧化碳发泡成核剂与聚合物原料的质量比为1:25~40。