[发明专利]一种具有梯度孔结构的发泡材料的制备方法

说明书

本发明公布了一种具有梯度孔结构的发泡材料的制备方法，包含以下步骤：以聚合物为基体，机械共混不同含量的发泡助剂、润滑剂、成核剂、交联剂、发泡剂，通过密炼开炼的方式分别制备大泡孔发泡母片和小泡孔发泡母片；测量发泡母片密度，根据模腔体积，计算填满90％以上模腔体积所需的母片质量，其中，大泡孔发泡母片与小泡孔发泡母片的质量比为1:1；合模进行微波加热发泡，加热温度为165‑175℃，合模时间为400‑700s；合模加热后立即泄压、开模，即可。本发明利用不同类型的发泡剂，在发泡过程中吸放热不同，改变相应物料熔体强度及黏度，使施加给气泡生长过程中的阻力不一，从而制备具有梯度孔结构的发泡材料，本发明生产效率高，适合工业大规模生产。

技术领域

本发明涉及发泡材料制备领域，尤其涉及一种具有梯度孔结构的发泡材料的制备方法。

背景技术

功能梯度材料是指一种结构、功能或者组分等不断连续性改变或者呈现出规律性的一种材料。功能梯度孔结构是指一种在材料内部孔结构或孔密度呈现梯度变化，并且该变化贯穿于整个多孔材料中。与传统的多孔材料相比，功能梯度孔结构的材料在很多方面都有其得天独厚的优势，比如在[Ghaffari Mosanenzadeh S et al.Journal ofMaterialsScience,2015,50(3):1248-1256.]曾提到梯度孔结构在吸音方面相比较传统多孔材料具有更广阔的吸音频率。因而，具有梯度孔结构的发泡材料具有非常广阔的应用前景。

目前制备梯度孔结构发泡材料的方法主要使用不同温度场法：在[Zhou C,WangP,Li W.Composites Part B,2011,42(2):318-325.]中，实验人员建立了两端加热，中间放置基体的装置，使得材料在纵向上出现温度差，利用超临界气体在温度的作用下引起的热力学不稳定现象，从而制备得到不同孔径的发泡材料。

不同温度场制备梯度多孔材料由于其设备的复杂性且温度场控制比较困难等缺陷，不适合大规模应用在工业生产中。因此急需寻找一种工艺较为简单，且能够制备微米级别泡孔的制备方法。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种具有梯度孔结构的发泡材料的制备方法，本发明利用不同类型的发泡剂，在发泡过程中吸放热不同，改变相应物料熔体强度及黏度，使施加给气泡生长过程中的阻力不一，从而制备相应的具有梯度孔结构的发泡材料。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种具有梯度孔结构的发泡材料的制备方法，包含以下步骤：

S1：以聚合物为基体，机械共混不同含量的发泡助剂、润滑剂、成核剂、交联剂、发泡剂，通过密炼开炼的方式分别制备大泡孔发泡母片和小泡孔发泡母片；

S2：测量发泡母片密度，根据模腔体积，计算填满90％以上模腔体积所需的母片质量，其中，大泡孔发泡母片与小泡孔发泡母片的质量比为1:1；

S3：合模进行微波加热发泡，加热温度为165-175℃，合模时间为400-700s；

S4：合模加热后立即泄压，3秒时间内开模，即可得到具有梯度孔结构的发泡材料；

步骤S1中所述大泡孔发泡母片按重量份数计包括：1000份聚合物、10-12份发泡助剂、10-12份润滑剂、10-200份成核剂、8-10份交联剂、30-42份发泡剂；

步骤S1中所述小泡孔发泡母片按重量份数计包括：1000份聚合物、10-12份发泡助剂、10-12份润滑剂、10-200份成核剂、8-10份交联剂、30-55份发泡剂。

优选的，所述聚合物为LDPE、EVA、POE、OBC、SEBS、EPDM、SBS、SEPS中的一种或多种复合聚合物。

优选的，所述发泡助剂为ZnO，其含量为所述泡孔发泡母片的原料总量的1‰～1％wt。