[发明专利]具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料及其制备方法

说明书

具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料及其制备方法，属于发泡材料技术领域。解决了如何提供一种过程简单，设备要求低，能够实现材料泡孔梯度变化，满足材料应用领域不同部位具有不同的结构与性能要求的特点的泡沫材料制备方法的问题。本发明的制备方法，先按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，然后经多层共挤出、拉丝、切粒，得到具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒，或者经挤出机挤出、拉丝、切粒，得到多种不同组成的聚丙烯树脂颗粒，模压成片材后，叠加熔融模压，得到具有多层分布的聚丙烯树脂片材；最后将多层颗粒或多层片材进行发泡，得到具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料。该制备方法简单，操作方便，对设备要求低，且制备的材料泡孔梯度可调控。

技术领域

本发明属于聚合物发泡材料技术领域，具体涉及一种具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料及其制备方法。

背景技术

当前，随着核能、电子、光学、化学、电磁学、生物医学等领域对各种功能材料性能要求的不断提高，功能梯度材料的设计为各种材料性能制备的实现提供了可能。功能梯度材料是将两种或两种以上具有不同性质的原材料，通过采用不同以往的复合技术控制构成材料的要素(组成、结构)沿某一方向呈连续变化，从而使材料的性质和功能也呈梯度变化的新型材料。梯度孔隙材料作为功能梯度材料的一种，梯度孔隙材料不仅具有满足材料应用领域不同部位具有不同的结构与性能要求的特点，而且增强了材料在吸声、电磁波、多功能分离或吸收膜效果等特点。

目前，梯度多孔材料在陶瓷及金属领域研究较多，高分子材料领域研究则较少。目前制备方法主要集中在以下几种：层层叠加法、控制发泡剂含量梯度法、控制发泡温度梯度法、致孔剂梯度分布法，各种方法均有各自的缺点，如层层叠加法的叠加界面问题，控制发泡剂含量法、发泡温度梯度法的条件苛刻要求，孔剂梯度法的致孔剂的残留问题。针对这些问题，CN102321309A报道了一种热塑性共混物树脂控制树脂组分含量梯度分布，物理发泡得到了梯度孔变化的多孔材料的方法。CN 102796277B介绍了一种开孔结构梯度生物相容性聚合物多孔材料，控制两种不同组分的生物相容性聚合物共混，制备梯度型坯，然后物理发泡得到了梯度开孔多孔材料。CN 105367817A介绍了一种亲二氧化碳修饰的多孔膜与聚合物复合，经发泡得到梯度变化多孔聚合物。CN 106336522A公开了一种控制层间聚丙烯不同熔点树脂和成核剂含量物理发泡制备多层梯度聚丙烯珠粒的方法。但这些报道的方法，对共混的材料相容性、共混后综合性能的平衡变化具有较高的要求。因此，寻求一种简单、设备要求低、基体材料容易控制的方法制备泡孔径梯度变化的聚合物多孔材料变得更为迫切。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料及其制备方法，该方法过程简单，设备要求低，实现材料泡孔梯度变化，使得材料具有良好的成型性，赋予材料独特功能性、优异的物理性能的特点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，是按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，分别加入多层共挤出设备，同时向多层共挤出设备中通入发泡剂，多层共挤出的同时进行发泡，得到具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料；

或者，该制备方法包括以下步骤：

1)按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，经多层共挤出、拉丝、切粒，得到具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒；

或者，按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，分别经挤出机挤出、拉丝、切粒，得到多种不同组成的聚丙烯树脂颗粒，将不同组成的聚丙烯树脂颗粒分别模压成片材，将片材叠加在模具中，熔融模压，得到具有多层分布的聚丙烯树脂片材；

所述称取的成核剂的质量占聚丙烯、醇类和成核剂总质量的0.01％-5％，所述醇类为聚乙二醇和/或甘油，称取的醇类的质量为称取的聚丙烯质量的0.1％-10％；

2)将具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒或具有多层分布的聚丙烯树脂片材进行发泡，得到具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料。