專利名稱：低溫可膨脹石墨/聚合物發泡材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種低溫可膨脹石墨/聚合物發泡材料的制備方法。
背景技術：
聚合物發泡技術，是一種較新的成型技術。它將氣體以分散相形式(閉孔結構) 或第二連續相形式(開孔結構)混入聚合物中，成為所謂的發泡材料(聚合物-氣體復合材料)。這種材料除具有減少材料使用而降低成本的一般作用外，還具有許多特殊性能，如吸收沖擊和振動能量的能力顯著提高等。到目前為止，聚合物發泡所使用的發泡劑有兩種。 一種是化學發泡劑，它是通過化學反應放出氣體，特點是發泡材料的可放置時間較長，但成本較高；另一種是物理發泡劑，它是通過外界環境(如溫度、壓力等)的變化，使發泡劑的物理狀態發生變化，從而產生發泡作用，它的特點是成本較低，但一般情況下難使發泡劑在發泡材料中停留較長時間，即很難在進行發泡之前于聚合物內存在較長時間，所以只能在發泡之前現場與聚合物混合。而且這兩類發泡過程均是氣體發泡過程即氣體在聚合物彈性體或熔體中形成泡孔的過程，這一過程存在發泡氣體過程中氣體的分配和逃逸問題、塌泡和合泡等現象。本發明提出了低溫可膨脹石墨/聚合物發泡材料的制備方法，解決了上述提到的氣體發泡過程的一些問題，制備的可發性聚合物在較長時間內具有可發泡性能。
發明內容
本發明的目的在于利用可膨脹石墨的膨脹作用使聚合物實現發泡，克服現有氣體發泡過程的不足，同時提供一種低溫可膨脹石墨/聚合物發泡材料的制備方法。本發明提供的一種低溫可膨脹石墨/聚合物發泡材料的制備方法，其步驟如下
①選用合適的低溫可膨脹石墨，將聚合物與低溫可膨脹石墨充分干燥后，按一定比例混合得到可發性聚合物；
②將上述可發性聚合物加熱發泡得到發泡聚合物。上述步驟①中所選用的低溫可膨脹石墨的顆粒度為50目至1000目，優選80目至 500 目。上述步驟①中低溫可膨脹石墨與聚合物的重量比為5:100至40:100，優選10:100 至 20:100。上述步驟②中的加熱溫度為100°C至260°C，優選180°C至230°C。上述步驟②中的加熱方式可選擇空氣加熱、電加熱、油浴加熱或微波加熱等。使用低溫可膨脹石墨作為發泡劑，低溫可膨脹石墨的選擇要根據所用于聚合物及發泡條件、要求的發泡倍率等因素來進行。本發明的聚合物可以是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯及彈性體。本發明所制備的可發性聚合物可以進行運輸或放置，在較長時間內不會影響聚合物的發泡性能。
本發明所制備的材料，發泡和成型方法簡單。傳統的聚丙烯發泡產品，是將已經發泡的PP顆粒放置模具中成型制成的。而發泡的PP是由樹脂生產廠商來制造的，PP的發泡不能由成型者來完成，其原因是PP中不能將物理發泡劑保持在其中很長時間，化學發泡劑又不能滿足要求。結果就造成了發泡PP產品的高成本，而高成本中很大一部分是發泡PP原料的運輸費。而使用本發明后，就可以將發泡操作這一部分工作交由制品制造者進行，將會大大降低產品成本和價格。本發明的有益效果是本發明使用低溫可膨脹石墨作為發泡劑在聚合物發泡過程中使用。解決了氣體發泡過程的氣體的分配和逃逸問題、塌泡和合泡等現象，成本低，且制備的可發性聚合物在進行發泡操作之前可放置相當長的時間。
圖1、圖5為本發明所述的發泡聚丙烯的掃描電鏡圖。圖2、圖3、圖4為本發明制備的發泡材料密度與低溫可膨脹石墨的用量及發泡溫度的關系圖。
具體實施例方式實施例1
選用50目的低溫可膨脹石墨，將低溫可膨脹石墨與PP (MR=0. 36g/10min)在60°C烘箱中烘3小時，按低溫可膨脹石墨與聚丙烯的重量比例為15 100混合，制得可發性PP。將上述制備的樣品投入210°C硅油浴中發泡。測量密度為0. 66g/cm3。掃描電鏡圖如圖1所示。實施例2
選用50目的低溫可膨脹石墨，將低溫可膨脹石墨與PP在60°C烘箱中烘3小時，然后按每100重量份PP加入5、10、15、20份低溫可膨脹石墨制成混合物，即為可發性PP。將上述制備的樣品投入220°C的硅油浴中發泡。測量密度，實驗結果如圖2所示。實施例3
選用50目的低溫可膨脹石墨，按每100份PP加入5、10、15、20份的低溫可膨脹石墨制成可發性PP。將上述制備的樣品投入180°C ^KTC的硅油浴中發泡。測量密度，實驗結果如圖3所示。實施例4
選用50目的低溫可膨脹石墨，將低溫可膨脹石墨與PP在60°C烘箱中烘3小時，按低溫可膨脹石墨與聚丙烯的重量比例為15 100混合，制得可發性PP。將上述制備的樣品分別投入油浴、真空干燥箱。測量密度，實驗結果如表1所以。表 權利要求
1.一種低溫可膨脹石墨/聚合物發泡材料的制備方法，其特征在于步驟如下①選用低溫可膨脹石墨，將聚合物與低溫可膨脹石墨充分干燥后，按一定比例混合得到可發性聚合物；②將上述可發性聚合物加熱發泡得到發泡聚合物；上述步驟①中所選用的低溫可膨脹石墨的顆粒度為50目至1000目；上述步驟①中低溫可膨脹石墨與聚合物的重量比為5:100至40:100 ；上述步驟②中的加熱溫度為100°〇至沈01。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于上述步驟①中所選用的低溫可膨脹石墨的顆粒度為80目至500目。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于上述步驟①中低溫可膨脹石墨與聚合物的重量比為10:100至20:100。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于上述步驟②中的加熱溫度為180°C至 230 °C。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于上述步驟②中的加熱方式選擇空氣加熱、電加熱、油浴加熱或微波加熱。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于上述步驟①中的聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或彈性體。
全文摘要
本發明公開了一種低溫可膨脹石墨/聚合物發泡材料的制備方法，該制備方法步驟是將聚合物與低溫可膨脹石墨充分干燥后，按一定比例混合得到可發性聚合物，加熱發泡可生成發泡聚合物；本發明使用低溫可膨脹石墨作為發泡劑；成本低，且在制備成可發泡聚合物后，在進行發泡操作之前可放置相當長的時間仍具有可發泡性能。
文檔編號C08L23/06GK102286159SQ20111018287
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者吳會蘭, 張興華 申請人:廣東工業大學