[发明专利]一种基于碳材料改性的发泡注塑制备热塑性弹性体类柔性泡沫制品及制备方法、成型系统

说明书

本发明涉及一种基于碳材料改性的发泡注塑制备热塑性弹性体类柔性泡沫制品及制备方法、成型系统，包括如下步骤：将热塑性弹性体、碳材料混合，在热和机械剪切作用下，形成熔融态物质；向所述熔融态物质中注入超临界流体，在机械力作用下，形成均相熔体；将所述均相熔体注满模具型腔，保压一定时间后，再向模具型腔中补充所述均相熔体，继续保压，减压发泡，发泡完成后，冷却、开模，形成热塑性弹性体类泡沫制品。本发明的优点在于：可直接成形轻量化柔性热塑性弹性体类泡沫制品，该泡沫制品具有优良的隔热性能和电磁屏蔽性能，同时成型工艺具有效率高、工艺灵活稳定、废料少、成本低等特点。

技术领域

本发明涉及聚合物泡沫制品制备技术领域，特别是涉及一种基于碳材料改性的发泡注塑制备热塑性弹性体类柔性泡沫制品及制备方法、成型系统。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

热塑性弹性体类泡沫制品具有质轻、高弹、减震、隔热、强韧等特性，可广泛应用于运动服饰、体育器材、塑胶跑道、包装、建筑、交通运输、安全防护等领域。目前，热塑性弹性体类泡沫制品主要通过三种途径制备。第一种途径是：首先通过釜压发泡或挤出发泡制备热塑性弹性体类珠粒泡沫，然后再通过蒸汽模塑技术将热塑性弹性体类珠粒泡沫加工成具有一定几何形状的热塑性弹性体类泡沫制品；第二种途径是：首先通过注射成型或挤出成型将热塑性弹性体类固体粒料加工成片材，然后再通过模压发泡将实体片材加工成泡沫片材，最后再通过机加工、热模压等方法将泡沫片材加工成泡沫制品；第三种途径是：利用化学发泡剂或物理发泡剂，通过发泡注塑成型直接制备热塑性弹性体类泡沫制品。前两种加工方式的主要问题是加工流程长、效率低、废品率高、成本高，第三种加工方式具有短流程、高柔性、高效率等优势，但是当前采用这种方式加工制备的热塑性弹性体类泡沫制品的密度较高。

碳材料具有优异的电磁功能特性，将碳材料与热塑性弹性体类树脂复合后发泡，可制备出具有优异电磁功能特性的轻量化柔性热塑性弹性体/碳材料复合泡沫材料或制品，可广泛应用于电磁防护、可穿戴电子器件、新能源等领域。目前，公开报道轻量化柔性热塑性弹性体/碳材料复合泡沫材料或制品的制备方法主要是基于冷冻干燥、化学腐蚀等批处理工艺，但发明人发现：上述方法存在工艺流程复杂、制备效率低、成本高等问题，并且这些工艺通常需要使用大量毒性化学试剂或药品，因而存在潜在的健康和环境危害。

专利文献公开了一种通过用导电物质在增塑剂中的乳液涂覆泡沫颗粒来制备基于热塑性聚氨酯的导电颗粒泡沫，该专利同时公开了一种通过借助高频电磁辐射热连接泡沫颗粒来制备颗粒泡沫制品的方法。其制备过程如下：选用堆密度在30至250kg/m³的范围内的热塑性聚氨酯泡沫珠粒，将泡沫珠粒用石墨在三乙酸1,2,3–丙三醇酯中的乳液进行涂覆，然后通过使用高频电磁辐射将涂覆后的泡沫珠粒热连接在一起，从而最终得到体积电阻率小于10⁶Ω·mm²/m的块状泡沫产品。

专利文献公开了一种多组分石墨烯/聚氨酯弹性体复合材料的制备方法。该方法先通过在生长基底上生长三维石墨烯，然后通过刻蚀得到三维石墨烯网络骨架；然后配置一定浓度的聚氨酯弹性体溶液，再加入石墨烯微片，配置成均匀分散的石墨烯/聚氨酯弹性体复合溶液；最后将均匀的石墨烯微片/聚氨酯弹性体复合溶液注入到三维石墨烯网络骨架中，使其充分浸润并完全渗透三维石墨烯网络骨架，获得具有渗透多孔连续结构的石墨烯微片与多导电网络孔道的三维石墨烯网络骨架相结合的多组分石墨烯/聚氨酯弹性体的力敏柔性复合材料。

专利文献公开了一种高聚物微孔泡沫导电衬垫的制造方法。该方法通过将弹性体本身或者层叠导电织物或金属膜的弹性体打孔以形成孔，接着通过浸渍和涂层在其上面应用导电材料，以减小表面电阻率和体积电阻率，以制造出具有冲击和振动吸收性能以及导电性的沉淀。

发明内容