[发明专利]一种新型纳米复合发泡材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型纳米复合发泡材料的制备方法，该方法以正硅酸乙酯为主要原料，并引入OBSH‑MMT复合材料，通过物理复配、化学合成等方法，制备出具有优良隔热性能和抗拉伸性能的新型纳米复合发泡材料。本发明制备的新型纳米复合发泡材料与传统的发泡材料相比，将发泡材料与制备的介孔SiO₂嵌入式复合，在隔热性能和抗拉伸强度方面有很大的提升，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种发泡材料的制备方法，具体涉及一种应用于塑料膜包装材料中具有隔热保温和抗拉伸性能的纳米复合发泡材料的制备方法。

背景技术

伴随塑料工业、合成树脂的发展，塑料软包装行业不断发展壮大。塑料软包装材料（塑料薄膜及其复合材料）凭借质量轻、功能突出、价格低廉、使用便利等综合优势，逐渐取代其他硬质包装材料而广泛应用于食品、医药等行业，成为现代人民生活中必不可少的包装材料。有数据统计，我国塑料软包装行业市场规模高达667.25亿元，塑料软包装材料年生产量高达1000万吨，其使用量占整个塑料包装材料的45%，这足以显示我国塑料软包装材料需求之大。

传统泡沫塑料制备过程中的发泡材料泡孔直径通常大于0.25mm，过大的泡孔尺寸将极大损耗材料的强度和隔热性能。为了解决传统泡沫塑料存在的问题，更好的应对食品和膜包装等领域对于减少聚合物使用量的需求，微孔塑料的出现打开了新型包装材料的大门。微孔材料是指泡孔分布均匀且泡孔直径小于100μm的泡沫塑料，是一种轻质新型材料，它的设计理念是利用在聚合物基体中均匀分散的致密且极小的泡孔（小于塑料本身所固有的小裂缝或小缺陷），这些小泡孔起到了应力集中的作用，产生了多重银纹，钝化了裂纹尖端，减缓了裂纹增长，微孔发泡材料具有比传统发泡材料更为优异的热稳定性和力学性能、更低的介电常数、更好的绝缘性，使其在生物、汽车、航空、包装及医学等领域被广泛应用。本发明基于传统泡沫材料发泡材料在制备塑料的过程中存在的上述问题，以正硅酸乙酯为主要原料，引入OBSH-MMT复合材料，制备出一种新型纳米复合发泡材料。

发明内容

本发明公开了一种新型纳米复合发泡材料的制备方法，主要解决了目前市面上的发泡材料在制备包装材料过程中抗拉伸性能低、隔热性能差的问题。

一种新型纳米复合发泡材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1）准确称取28重量份NaCl固体、21重量份LiCl粉末、50重量份KNO₃溶于200重量份去离子水中，150rmp下均匀搅拌使固体粉末完全溶解，取60~100重量份介孔SiO₂微球加入到上述盐溶液中，150rmp下机械搅拌20min，110℃烘干4h后移入坩埚中置于马弗炉锻烧，从室温升温至600℃（升温速率为5℃/min），升温结束后恒温4个小时停止加热自然冷却，恒温过程中持续通入高纯度氮气，自然冷却后停止通氮气，将自然冷却得到的粉末取出研磨，过200目筛，备用；

2）将15重量份步骤1）制备得到的材料和10~42重量份OBSH-MMT复合材料加入到20重量份去离子水和180重量份无水乙醇中，150rmp条件下机械搅拌至均匀，超声分散30min；加入8重量份改性剂，150rmp条件下磁力搅拌24h，经微孔过滤器抽滤，60℃烘箱中干燥24h，得到新型纳米复合发泡剂，备用。

3）取300重量份聚苯乙烯和上述制备的发泡剂放入高压釜中，然后拧紧高压釜以保证装置的气密性良好；打开抽真空泵，抽真空3分钟；通过温控系统，加热高压釜至150℃将聚苯乙烯熔融，稳定10分钟，向装置内通入CO₂直至釜体内达到5MPa，充分饱和30min，体系饱和完成后，快速释压至大气压；打开试验装置，取出试样冷却定型，即得到纳米复合发泡材料。

所述介孔SiO₂微球的制备方法为：