[发明专利]一种开孔聚合物泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种开孔聚合物泡沫材料及其制备方法。

背景技术

如今含油污水、废弃液体的排放和油船、油罐泄漏已对环境造成严重的污染，严重的破坏了大自然的生态平衡。尤其是海上油田开采泄漏，造成了大片海域面积污染，对海洋生态造成严重威胁，给人类带来巨大的损失。

目前处理海洋油污染的方法中，采用吸油材料吸油的方法具有回收方便、无污染的优点而受到关注。

吸油材料包括天然吸油材料和合成油性材料。常见的天然吸油材料有：植物纤维、有机黏土、稻壳、多孔珍珠岩、膨胀石墨和棉毛纤维等。天然吸油材料虽然价格便宜，但是吸油效率低，无法循环使用，会造成二次污染。常见的合成吸油材料有聚丙烯吸油毯和高分子合成树脂等。通过熔喷法制备的聚丙烯(PP)吸油毯，已取代了传统吸油材料。

公告号为CN203947453U的中国专利公开了一种包括表层呈网格状渗油层和吸油层组成的复合型吸油毯。此材料虽然疏水亲油性好、吸油速率快，但是无法循环使用，后处理相当复杂。目前处理的方法是作为垃圾填料或就地焚烧，这给环境带来严重的危害。

公开号为CN1231991A的中国专利申请公开了一种通过乳液聚合方法制备的高吸油性树脂，然而其将吸油树脂直接投入含油废水中，无法对树脂进行回收和循环利用。

文献(A.Rizvi,R.K.M.Chu,J.H.Lee,C.B.Park,Superhydrophobic and Oleophilic Open-Cell Foams from Fibrillar Blends of Polypropylene and Polytetrafluoroethylene,ACS Applied Materials&Interfaces,2014,6(23):21131-21140.)制备了聚四氟乙烯/聚丙烯(PTFE/PP)泡沫吸油材料，通过使用共聚型聚丙烯发泡，获得了一种可循环利用的吸油泡沫。该方法制得的吸油材料虽然可以循环利用，但吸油倍率低，且共聚型聚丙烯成本相对较高。

可见，现有的吸油材料难以同时兼顾开孔率高和循环利用，导致难以在吸油的应用中大范围的推广。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种开孔聚合物泡沫材料及其制备方法，该开孔聚合物泡沫材料不仅具有高开孔率，而且可多次循环使用。

本发明提供一种开孔聚合物泡沫材料的制备方法，其包括如下步骤：

a称取聚丙烯100重量份，热塑性弹性体10～70重量份，成核剂0.1～5重量份，单甘酯0.1～2重量份；

b将所述聚丙烯、热塑性弹性体、成核剂和单甘酯均匀混合得到一混合物，再将该混合物加入第一挤出机内，熔融挤出得到预混物；

c将所述预混物加入第二挤出机内，并在第二挤出机的螺杆的1/5～1/3处通入超临界态的二氧化碳，挤出发泡得到开孔聚合物泡沫材料。

步骤a中所述热塑性弹性体为聚烯烃弹性体、乙烯醋酸乙烯共聚物、苯乙烯系热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性硫化橡胶中的至少一种。

步骤a中所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯或两者以任意比例混合的共混物，所述聚丙烯的熔融指数为0.1g/10min～20g/10min。

步骤a中成核剂为碳酸钙、纳米粘土、滑石粉、云母、氧化钙、高岭土、炭黑中的至少一种。

步骤a中热塑性弹性体10～50重量份，成核剂0.5～2重量份，单甘酯0.5～2重量份。

步骤c中，所述第二挤出机的螺杆的前半区的温度为180℃～210℃，螺杆的后半区的温度为150℃～180℃。

步骤c中所述超临界态的二氧化碳的质量占所述混合物的总质量的5％～15％，所述超临界态的二氧化碳的注入压力为8MPa～25Mpa。

步骤c中在第二挤出机的螺杆的1/4处通入超临界态的二氧化碳。

本发明还提供一种采用上述制备方法得到的开孔聚合物泡沫材料，所述开孔聚合物泡沫材料包括多个开孔，所述开孔的孔径大小为1微米～600微米，所述开孔聚合物泡沫材料的开孔率为80％以上，所述开孔聚合物泡沫材料的吸油倍率为20g/g～65g/g。