[发明专利]聚丙烯/粘土纳米复合物微孔发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备聚合物微孔发泡材料的方法，特别涉及一种利用超临界流体技术制备聚合物/粘土纳米复合物的方法。

背景技术

聚合物微孔发泡材料是特指孔径小于100μm，孔密度大于1.0×10⁶个/cm³的多孔聚合物发泡材料。由于其具有较小的孔径，较高的孔密度，聚合物微孔发泡材料除了具有质轻省料的优点外，还具有比传统发泡材料更优异的机械、隔热和吸声性能，因此微孔发泡材料可广泛用于包装、隔热保温、减震缓冲和消音吸声等领域。

近年来，聚合物/粘土纳米复合物受到广泛关注。当层状粘土纳米粒子均匀分散在聚合物基体中形成聚合物/粘土纳米复合物时，聚合物的诸多性质(如机械性能和耐热性能等)都能得到不同程度的提高。可见，若对聚合物/粘土纳米复合物进行微孔发泡，得到的微孔发泡材料将可能兼具微孔发泡材料和纳米复合材料的优点，形成性能优异的新材料。同时，均匀分散的粘土纳米粒子在微孔发泡中还将可能起到异相成核剂的作用，促进泡孔的成核，有利于提高发泡材料的泡孔密度。此外，片层结构的粘土纳米粒子还会延长气体的扩散路径，阻碍气体扩散，从而使微孔发泡材料的阻燃性能得到提高。

聚丙烯(PP)具有原料来源丰富、质轻、性能/价格比优异等特点，是世界上应用最广、产量最大的树脂之一。相比于传统的聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚氨酯(PU)发泡材料，聚丙烯发泡材料具有综合机械性能优异、热变形温度较高等优点，可代替上述发泡材料广泛应用于电子材料包装、建筑和交通运输工具等领域。

线性半结晶的聚丙烯由于其具有较低的熔体强度，在发泡过程中泡孔容易破裂，导致泡孔凝并和塌陷。因此，通常得到的聚丙烯发泡材料泡孔密度小，孔径大，发泡倍率低，机械性能较差，从而限制了其应用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种聚丙烯/粘土纳米复合物微孔发泡材料，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种聚丙烯/粘土纳米复合物微孔发泡材料的制备方法。

本发明所述的聚丙烯/粘土纳米复合物微孔发泡材料，包括如下重量份的组分：

聚丙烯树脂  70～99份

有机改性纳米粘土    0.1～15份

相容剂      0.5～15份

抗氧剂      0.1～5份

所述的聚丙烯树脂为通用的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，熔融指数为0.5～10g/10min，优选熔融指数为0.5～5g/10min；

所述的有机改性纳米粘土为采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十八烷基三甲基氯化铵处理后的有机改性的纳米蒙脱土或纳米高岭土，所述的聚丙烯/粘土纳米复合物中，有机改性粘土在聚丙烯基体中为剥离态、插层态、或部分剥离部分插层态；

所述有机改性粘土的制备方法，包括如下步骤：

(1)将1重量份纳米粘土投入50重量份份蒸馏水，升温至45～55℃搅拌20～40分钟，用0.2mol/ml的盐酸调节混合液的pH值为2～6；

(2)向混合液中加入纳米粘土重量2％的表面活性剂，恒温搅拌4～6小时，自然冷却至常温后，离心分离，洗涤，干燥，研磨得有机改性纳米粘土。

所述的相容剂选自丙烯酸接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯或甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯中的一种以上；

所述的抗氧剂选自抗氧剂1076、抗氧剂300或抗氧剂1010中的一种以上；

抗氧剂1076的化学名称为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，抗氧剂300的化学名称为4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，抗氧剂1010的化学名称为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯；

优选的，本发明所述的聚丙烯/粘土纳米复合物微孔发泡材料，包括如下重量份的组分：

聚丙烯树脂          70～99份

有机改性纳米粘土    0.1～5份

相容剂              5～15份

抗氧剂              0.1-3份