[发明专利]一种酚酞基聚芳醚酮结构泡沫材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种酚酞基聚芳醚酮结构泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：1)将酚酞基聚芳醚酮树脂在高温硫化机上模压成型，制成发泡原胚；2)将发泡原胚放在模压机的发泡腔内，充入超临界流体进行渗透、溶胀，达到扩散平衡，形成聚合物‑超临界流体均相溶液；3)通过体系内压力的突然释放，使聚合物‑超临界流体均相溶液过饱和，从而引发成核、发泡，最后形成孔径均匀、孔密度可调节的闭孔结构泡沫。本发明生产过程清洁环保，效率较高，制得的结构泡沫机械性能高，可以满足航空、舰船、建筑等领域的使用。

技术领域

本发明涉及一种酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)结构泡沫的制备方法，特别涉及一种利用超临界流体模压发泡技术制备PEK-C结构泡沫材料的方法。

背景技术

热塑性高性能聚芳醚酮(简称PEK)具有阻燃、耐辐射、耐热等级高，介电性能、冲击性能优异等特点。由二氟二苯甲酮与芳香族二元酚高温缩聚而成，也可由芳香族二卤代物与4，4′-二羟基二苯甲酮缩聚的一类特种工程塑料，具有高热氧稳定性，高力学性能。在高分子主链中引入较大比例的环状结构，如芳环和杂环，可增加高聚物的热稳定性。具有“梯形”、“螺形”和“片状”结构的高聚物，其耐热性极好，缺点则为难加工成型。PEK具备了这些耐高温聚合物材料的结构特点，同时这些结构大大提高了聚合物的玻璃化转变温度和熔融温度。问世后曾一度被称为超耐热高分子材料，在宇航、电子信息、能源、食品医疗等领域中已得到了成功的应用。

超临界流体(SCF，supercritical fluid)是指在临界温度以上、临界压力以上的流体。由于其粘度和扩散系数接近气体，而密度和溶剂化能力接近液体，可以利用超临界流体的这些优点来制备聚合物发泡材料，通过超临界流体技术与各种聚合物成型设备结合，形成的超临界挤出发泡、超临界注塑发泡、超临界固态间歇发泡以及超临界模压发泡技术，统称为超临界流体发泡技术。相比于传统的发泡技术，超临界流体发泡技术不再受发泡剂分解温度的限制，不但能发泡通用的聚合物材料，还可以发泡耐热温度更高的特种工程塑料。

目前的超临界发泡工艺有超临界注塑或挤出发泡工艺，虽然连续化生产效率高，但还存在许多问题，例如此类工艺加工温度高于聚合物的熔融温度，而且要求聚合物有较高的熔体强度，发泡的过程中压力降低速率比较低，通常制得的发泡产品泡孔粗大、孔径分布不均，并且发泡倍率较小。超临界固态间歇发泡工艺通常饱和温度较低，饱和需要几个小时甚至几十个小时，生产效率较低，大大限制了这种工艺的大规模工业化。

中国科学院长春应用化学研究所在CN 102875800B中提供了一种酚酞基聚芳醚酮聚合物(简称PEK-C)，该聚合物聚芳醚酮主链上引入酚酞基官能团，赋予材料更高的耐热性。但是该酚酞基聚芳醚酮聚合物从开发至今，在国内外均没有相关发泡成功的文献报道。本发明将超临界模压发泡技术应用于酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)的发泡，克服超临界注塑或者挤出需要高流动性下的高熔体强度的矛盾，制备一种沫泡孔尺寸小、泡沫体强度高的酚酞基聚芳醚酮结构泡沫材料，预期在材料减重、降低应用成本上大有作为。

发明内容

本发明的目的是提供一种酚酞基聚芳醚酮(简称PEK-C)结构泡沫材料的制备方法，在超临界模压机作用下，利用超临界流体对酚酞基聚芳醚酮(简称PEK-C)原胚进行渗透、溶胀，达到扩散平衡，形成聚合物-超临界流体均相溶液；然后通过体系内压力的突然释放，使聚合物-超临界流体均相溶液体系过饱和，从而形成大量气核，体系内溶解的气体扩散进入气核使气核继续生长，最后形成孔径均一、孔密度可以调节的结构泡沫。

本发明制备的酚酞基聚芳醚酮(简称PEK-C)结构泡沫材料使用温度可在150℃以上，满足相关领域的发展需要。

本发明是通过以下技术方案实现上述目的的，一种酚酞基聚芳醚酮结构泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将酚酞基聚芳醚酮树脂经过高温硫化机模压成型，制成厚度为3-10mm的原胚；

2)将原胚放在预先升高温度的模压机腔内，充入超临界流体，进行渗透、溶胀；