[发明专利]一种基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料及其制备方法，所述基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料包括以下重量份的原料：聚苯乙烯65～80份、热塑性弹性体材料10～20份、生物基多孔碳1～5份、纤维素纳米晶须1～3份、成核剂1～5份、分散剂1.5～6.5份、表面活性剂0.1～2份、抗氧剂0.1～2份。本发明的基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料具有较大的泡孔密度，泡孔尺寸小，泡孔均一，抗冲击性能优异。

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯发泡材料技术领域，具体涉及一种基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚合物发泡材料是指以聚合物(塑料、橡胶、弹性体或天然高分子材料)为基础而其内部具有无数气泡的微孔材料，也可以视为以气体为填料的复合材料。

聚合物发泡材料品种众多。对于塑料，大多数热塑性塑料和热固性塑料都能加工成泡沫塑料。典型的发泡材料如聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫。聚烯烃泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫、酚醛泡沫、环氧化物树脂泡沫等热塑性和热固性泡沫塑料，丁腈橡胶泡沫、热塑性弹性体泡沫及发泡淀粉、发泡植物纤维等天然高分子发泡材料。

聚苯乙烯(PS)发泡材料是一种性能卓越的泡沫材料，具有重量轻、隔热、防震、易成型等特性，主要应用于建筑物隔音绝热层、包装材料和容器等，逐渐成为最受广泛应用的泡沫材料。然而，单独的PS发泡材料具有质脆、易断裂、韧性差等缺点，这限制了PS发泡材料在一些方面的应用。

但是，目前所使用的聚苯乙烯发泡材料还存在以下问题：

1、泡孔尺寸大，且不均一；

2、经发泡后，强度大大降低，力学性能差，综合使用性能差。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于提供一种基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料及其制备方法，可有效解决以上问题。本发明的聚苯乙烯发泡材料通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的聚苯乙烯、热塑性弹性体材料、生物基多孔碳、纤维素纳米晶须、成核剂、分散剂、表面活性剂、抗氧剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料具有较大的泡孔密度，泡孔尺寸小，泡孔均一，抗冲击性能优异。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种基于超临界流体的聚苯乙烯发泡材料，包括以下重量份的原料：聚苯乙烯65～80份、热塑性弹性体材料10～20份、生物基多孔碳1～5份、纤维素纳米晶须1～3份、成核剂1～5份、分散剂1.5～6.5份、表面活性剂0.1～2份、抗氧剂0.1～2份。

优选的，所述聚苯乙烯发泡材料包括以下重量份的原料：聚苯乙烯70份、热塑性弹性体材料15份、生物基多孔碳3份、纤维素纳米晶须2份、成核剂4份、分散剂4份、表面活性剂0.8份、抗氧剂1份。

优选的，所述热塑性弹性体材料为苯乙烯类、聚乙烯类以及聚氨酯类热塑性弹性体中的至少一种。

优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵中的任一种或几种的混合物。

优选的，所述分散剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇中的任一种或几种的水溶液，其水溶液中醇类的质量分数为50～60％。

优选的，所述成核剂为碳酸钙、二氧化硅和滑石粉中的至少一种。

优选的，所述抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。

优选的，所述流体为CO2。