[发明专利]一种泡沫材料及其应用

说明书

【技术领域】

本发明属于泡沫材料制备技术领域，具体涉及一种泡沫材料及其应用。

【背景技术】

泡沫材料也叫多孔材料，以树脂为主要原料制成的内部具有无数微孔的材料，具有质轻、绝热、防震、耐腐蚀的作用，广泛用做包装材料及制车船壳体等。

2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了独立存在的二维石墨烯(Gra-phene，GN)晶体以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。

石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收2.3％的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。

3D打印又称为快速成型技术，也称为增材制造技术，是一种不需要传统刀具、夹具和机床，而是以数字模型文件为基础，使用金属粉末或塑料等具有黏合性的材料逐层打印来制造任意形状物品的技术。3D打印机可以制造的物品很多，如飞机、手枪，再如食物、人体器官、儿童玩具等。3D打印技术是最近20年来世界制造技术领域的一次重大突破。是机械工程、计算机技术、数控技术、材料科学等多学科技术的集成。3D打印最难最核心的技术是打印材料的开发。因此开发更为多样多功能的3D打印材料成为未来研究与应用的热点与关键。

现有3d打印泡沫材料存在难降解及力学性能差等问题，如何将石墨烯填充至泡沫材料中进行改性，从而获得性能良好的3d打印泡沫材料，成为了一种研究趋势。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种泡沫材料及其应用，以解决现有3d打印泡沫材料存在难降解及力学性能差等问题。本发明材料可降解，在261-294天后完全降解；隔声量为22.82-29.14dB，说明本发明材料隔音效果好。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种泡沫材料，以重量份为单位，由以下原料制成：石墨烯2-4份、聚氯乙烯189-258份、乙丙橡胶102-128份、聚氧化丙烯三醇78-104份、辛酸癸酸甘油三酯22-36份、甲基丙烯酸酯聚合物15-23份、氯化石蜡14-22份、陶瓷纤维12-20份、马来酸酐8-12份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物6-10份、乙酸乙烯酯乙烯共聚乳液9-16份、三异丙醇胺4-7份、胶黏剂18-24份、分散剂0.4-0.6份、增粘剂0.5-0.8份、交联剂0.9-1.5份、催化剂0.6-1份、增塑剂0.8-1.2份、增韧剂0.6-1份、发泡剂0.5-0.8份、发泡调节剂0.3-0.5份、稳泡剂0.2-0.4份、固化剂0.6-0.9份、降解剂1.5-2.4份、稳定剂0.3-0.6份；

所述泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚氯乙烯189-258份、乙丙橡胶102-128份、聚氧化丙烯三醇78-104份、辛酸癸酸甘油三酯22-36份、甲基丙烯酸酯聚合物15-23份、氯化石蜡14-22份混合，在温度为115-126℃，转速为200-300r/min下搅拌17-22min，制得混合物Ⅰ；

S2：在氮气保护下，向步骤1制得的混合物Ⅰ中加入石墨烯2-4份、陶瓷纤维12-20份、马来酸酐8-12份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物6-10份、乙酸乙烯酯乙烯共聚乳液9-16份、三异丙醇胺4-7份、胶黏剂18-24份、分散剂0.4-0.6份、增粘剂0.5-0.8份、交联剂0.9-1.5份、催化剂0.6-1份、增塑剂0.8-1.2份、增韧剂0.6-1份、发泡剂0.5-0.8份、发泡调节剂0.3-0.5份、稳泡剂0.2-0.4份，在温度为92-95℃，微波功率为90-150W，转速为300-400r/min下搅拌3.2-5h，制得混合物Ⅱ；

S3：向步骤2制得的混合物Ⅱ中加入固化剂0.6-0.9份、降解剂1.5-2.4份、稳定剂0.3-0.6份，在温度为75-80℃，转速为100-200r/min下搅拌1-1.5h，制得混合物Ⅲ；

S4：将步骤S3制得的混合物Ⅲ放入螺杆挤压成型机中，在温度为186-192℃，转速为100-120r/min下，经挤压丝条，制得泡沫材料。