[发明专利]一种聚合物泡沫的制备方法

说明书

本发明提供了一种聚合物泡沫的制备方法，属于发泡技术领域。本发明提供的聚合物泡沫的制备方法，包括以下步骤：将热塑性聚合物与微波吸收剂混合后进行热压处理，得到待发泡体；所述微波吸收剂的用量为所述热塑性聚合物的0～5wt％；当所述热塑性聚合物为介电损耗＜0.1的热塑性聚合物时，所述微波吸收剂的用量不为0；将所述待发泡体在气体发泡剂中进行饱和吸附，得到预发泡体；将所述预发泡体浸渍于微波吸收液中进行微波加热发泡，得到所述聚合物泡沫；所述微波吸收液的介电损耗＞0.1；所述微波吸收液的初始温度为5～30℃。实施例结果表明，本发明制备的聚合物泡沫芯部与边缘的泡孔尺寸一致。

技术领域

本发明属于发泡技术领域，具体涉及一种聚合物泡沫的制备方法。

背景技术

热塑性聚合物发泡材料因其轻质、绝缘、隔热和优质的机械性能等特点远超于传统的实体聚合物材料，被广泛应用于特种船舶、汽车部件、航空航天、食品包装及运动器械等领域，是目前最受欢迎的轻量化高性能材料之一。

面对化学发泡过程中偶氮化合物等有机化学发泡剂会产生有毒有害物质，以及碳酸盐等无机化学发泡剂容易结块和分散不均的问题，超临界流体由于其绿色环保的特性，目前已经成为一种能够取代传统化学类发泡剂的新型发泡剂。

超临界流体发泡技术通常分为泄压发泡与升温发泡两种，泄压发泡以压力为驱动力，在相当短的时间内压力快速下降以诱导泡孔成核与生长，而升温发泡则是以温度为驱动力，样品通常在室温下在高压容器中饱和，然后将充满气体的样品转移到高温浴中，利用高温促进饱和过程中溶解于聚合物基体的气体快速扩散，从而完成整个发泡过程。

对于升温发泡，传导加热(如水浴法、油浴法等)是最为常用的加热方法，但在加热过程中热量是由材料的外表面向中心传递，直至整个系统达到所设置的发泡温度。长时间的加热过程会使低导热系数的热塑性聚合物沿着切面产生温度梯度，从而使泡孔形貌不再均匀。受上述发泡过程缺点的限制，微波外场强化发泡过程应运而生。微波是一种工作频率在300MHz～300GHz的电磁波，通过被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高。完全区别于传统的常规加热方式，微波加热是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温的加热模式，因其独具一格的加热方式和加热机理，可以大幅度缩短加热时间以提高生产效率。然而，特殊的加热方式会导致样品的内部优先加热，使得芯部泡孔尺寸明显高于边缘的泡孔，同样不利于均匀泡孔的制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合物泡沫的制备方法，本发明制备的聚合物泡沫泡孔均匀。

本发明提供了一种聚合物泡沫的制备方法，包括以下步骤：

将热塑性聚合物与微波吸收剂混合，得到待发泡体；所述微波吸收剂的用量为所述热塑性聚合物的0～5wt％；当所述热塑性聚合物为介电损耗＜0.1的热塑性聚合物时，所述微波吸收剂的用量不为0；

将所述待发泡体在气体发泡剂中进行饱和吸附，得到预发泡体；

将所述预发泡体浸渍于微波吸收液中进行微波加热发泡，得到所述聚合物泡沫；所述微波吸收液的介电损耗＞0.1；

所述微波吸收液的初始温度为5～30℃。

优选的，所述微波吸收剂包括导电炭黑、活性炭、碳纳米管和石墨烯中的一种。

优选的，所述微波加热发泡的功率为100～2000W，时间为10～480s。

优选的，所述饱和吸附在常温低压条件下进行，所述饱和吸附后恢复至常压；所述常温低压条件的压力为1～8Mpa；。

优选的，所述饱和吸附在高温高压条件下进行，所述饱和吸附后进行泄压；

所述高温高压条件的压力为10～30Mpa；