[发明专利]一种TPX基轻质高强微孔泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种TPX基轻质高强微孔泡沫材料及其制备方法，属于泡沫材料制备技术领域。该材料泡孔孔径为0.3‑30μm，且泡孔分布均匀，同时兼具轻质和强度高的优点。其制备：(1):TPX加热熔融后在30‑60MPa的压力下压制成型得TPX聚合物片材；(2)：将上述TPX聚合物片材放入高压反应釜中，在高温高压条件下饱和一定时间，然后快速泄压，再将其骤冷至室温，即得TPX基轻质高强微孔泡沫材料。该制备方法工艺简单，易操作，有较好的可设计性，所制备的TPX基轻质高强微孔泡沫材料泡孔孔径小、密度低、力学性能较高，可广泛应用于医疗器械、电子电器、包装材料、薄膜材料等要求轻质、高强的领域。

技术领域

本发明属于泡沫材料制备技术领域，特别是涉及一种TPX基轻质高强微孔泡沫材料及其制备方法。

背景技术

聚4-甲基-1-戊烯(TPX)是近年来开发的一种新型热塑性塑料材料，由于其耐高温、清晰透明、熔点高、耐化学性、耐酸、耐酒精、耐冲击等优点，在制造医疗器具(如注射器)、理化实验器具、电子炉专用食器、烘烤盘、剥离纸、耐热电线涂层等方面已具有较为广泛的应用。其外观为无色透明的粒状固体，密度为0.83g/cm³，是目前密度最小的热塑性树脂，是制备轻质高强泡沫材料的理想基体。由TPX制备的微孔泡沫材料除了具有通用微孔发泡材料的优异的力学性能外，还具有非常突出的光学性能，电学性能等。因此，TPX微发泡材料在医疗器械、电子电器、包装材料、薄膜材料等领域具有明显的应用优势。例如，近年在同轴连接器中，TPX发泡材料正在替代传统的PTFE(聚四氟乙烯)材料直接注塑作绝缘子使用。

方瑜等(方瑜,罗炫,张庆军.低密度PMP聚合物泡沫成型控制[J].强激光与粒子束,2013,25(11):2873-2876.)采用诱导倒相法结合原位成型的方法制备了低密度TPX聚合物泡沫，但是制备过程所用来溶解聚4-甲基-1-戊烯(TPX)的均四甲苯/萘的混合体系不仅有毒，对人体有害，而且易燃易爆，存在安全隐患，并且制备过程较为复杂，需要控制的因素很多。单雯雯等(单雯雯,张林,徐嘉靖,徐家云,杨向东.[J].强激光与粒子束，2008，20(12):2037-2040.)采用二元溶剂体系成功制得密度分布均匀的低密度TPX泡沫样品，而由于二元溶剂体系的超低密度TPX泡沫样品孔径太大，极个别大孔可达数百μm，均匀度极低，导致力学性能很差。

为了能够在使用中应付更为恶劣的外部环境，如高压、高拉伸强度等，对TPX的力学性能提出了更高的要求，因此我们需要寻找新的TPX发泡工艺，在制备TPX的过程中控制其泡孔尺寸、泡孔密度与泡孔尺寸分布，以获得更好的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TPX基轻质高强微孔泡沫材料及其制备方法，该TPX基轻质高强微孔泡沫材料泡孔孔径小、泡孔分布均匀、密度低、力学性能优异，通过高温高压快速泄压技术对TPX进行发泡，工艺简单，易操作。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

提供一种TPX基轻质高强微孔泡沫材料，该TPX基轻质高强微孔泡沫材料中泡孔孔径为0.3-30μm，且泡孔分布均匀。

按上述方案，该TPX基轻质高强微孔泡沫材料压缩强度9-42MPa，弹性模量60-340MPa。

按上述方案，该TPX基轻质高强微孔泡沫材料密度为0.30-0.80g/cm³。

提供上述TPX基轻质高强微孔泡沫材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)将烘干后的TPX加热熔融，再施加30-60MPa的压力压制成型，得到TPX聚合物片材；

(2)将步骤(1)得到的TPX聚合物片材放入高压反应釜中，在80-220℃和20-40MPa条件下，饱和18-36h，然后在2-5s内快速泄压至常压，再将其骤冷至室温，即得TPX基轻质高强微孔泡沫材料。