[发明专利]具有纳米泡孔形态的聚合物泡沫材料及其制备方法

说明书

本申请是申请日为2008年6月24日、申请号为200880105853.4(PCT/IB2008/052517)、题目为“具有纳米泡孔形态的聚合物泡沫材料及其制备方法”的发明专利申请的分案申请。

发明背景

本发明一般性地涉及具有纳米泡孔(nanocellular)形态的聚合物泡沫材料和制备该聚合物泡沫材料的方法。更具体地，本发明涉及包括具有来源于2-苯基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物和/或共聚物的聚合物泡沫材料。

通过将聚合物起泡剂和/或发泡剂分散到所需的聚合物中已制备了聚合物泡沫材料。聚合物-起泡剂在主体聚合物中的溶解度是可决定泡孔大小的因素。通常溶解度是有限的，使得微孔形态是用各种起泡剂和聚合物体系可获得的最小泡孔尺寸。过去，通过使用高压气体注入体系增加溶解度，由于要求高压，因此比较昂贵。其他增加溶解度的方法包括加入添加剂，该添加剂可以增加聚合物起泡剂的聚合物溶解度，但也发现降低了主体聚合物的玻璃化转变性质。

本领域仍需要改进的增加聚合物起泡剂在聚合物中的溶解度的方法。提供增加的起泡剂溶解度而无需添加剂和不降低玻璃化转变温度的组合物将是期望的。聚合物起泡剂在主体聚合物体系的溶解度应有效提供纳米泡孔形态。

发明简述

本发明一般性地提供了聚合物制品和制备该聚合物发泡制品的方法。在一种实施方式中，聚合物发泡制品包括：具有来源于2-烃基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；和多个平均直径约1纳米至约1000纳米的泡孔。

在一种实施方式中，制备发泡聚合物制品的方法包括：熔融具有来源于2-烃基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；将起泡剂分散在该聚合物材料中，形成混合物；在能够产生平均直径小于1微米的泡孔的足够的温度和压力下使混合物中的气泡成核；稳定泡孔；和将混合物成形为期望的形状。

在另一实施方式中，形成发泡制品的方法包括：熔体挤出包含来源于2-烃基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚碳酸酯聚合物；在有效饱和聚碳酸酯聚合物的压力和温度下用起泡剂以大于10wt%起泡剂的量饱和聚碳酸酯聚合物；在能够产生平均直径小于1微米的泡孔的足够的温度和压力下使混合物中的气泡成核；以及稳定泡孔，形成发泡制品。

本发明包括：

1.聚合物发泡制品，包括：

具有来源于2-烃基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；和平均直径为约1纳米至约1000纳米的多个泡孔。

2.项1的聚合物发泡制品，其中所述制品为片材。

3.项1-2中任一项的聚合物发泡制品，其中所述聚合物材料包括聚碳酸酯。

4.项1-3中任一项的聚合物发泡制品，其中所述聚合物材料包括聚醚。

5.项1-4中任一项的聚合物发泡制品，其中所述聚合物材料包括聚芳酯。

6.项1-5中任一项的聚合物发泡制品，其中所述2-烃基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物是2-苯基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物。

7.项1-6中任一项的聚合物发泡制品，其中所述多个泡孔的成核密度为10¹⁴～10¹⁸个泡孔/cm³。

8.项1-7中任一项的聚合物发泡制品，其中所述聚合物发泡制品的相对密度为聚合物体密度的约1~约20%。

9.制备发泡聚合物制品的方法，包括：

熔融具有来源于2-烃基-3,3-双(羟基苯基)苯并[c]吡咯酮化合物的结构单元的聚合物材料；

将起泡剂分散到聚合物材料中，形成混合物；

在能够产生平均直径小于1微米的泡孔的足够的温度和压力下使混合物中的气泡成核；和

稳定泡孔，形成发泡制品；以及

将所述混合物成形为期望的形状。

10.项9的方法，其中所述起泡剂的量为约10~约30wt%，基于混合物的总重量。

11.项9-10中任一项的方法，进一步包括将添加剂和聚合物材料混合，其中所述添加剂选自滑石、粘土、沸石、玻璃纤维、热解法二氧化硅、二氧化钛、柠檬酸和碳酸氢钠的混合物、氧化锌，以及包含上述至少一种的组合。