[发明专利]一种发泡材料及其制得的发泡制品和制备方法

说明书

本发明公开一种发泡材料，所述发泡材料包括如下质量份数的原料：热塑性弹性体95‑99份；苯甲酸酯0.5‑2.5份；成核剂0.5‑2.5份。本发明还公开了上述发泡材料制得的发泡制品以及该发泡制品的制备方法。本发明选用的苯甲酸酯具有双苯环的对称刚性结构，其和热塑性弹性体混合时，可以使超临界气体能更快完成渗透，在相同加工温度下，可以起到大大加快超临界气体扩散饱和的速度，还可以令最终得到的发泡制品减少收缩和硬度的损失；成核剂补充材料中的成核点并且为泡孔进一步提供刚性支撑，令发泡制品保持材料硬度和力学性能，同时提高回弹性。本发明采用先高温渗透而后降低到低温，在泄压时让制品表面与中间的密度趋于平均。

技术领域

本发明创造涉及超临界发泡领域，具体是有关于一种发泡材料及其制得的发泡制品和制备方法。

背景技术

发泡技术可以为让高分子材料内产生泡孔，从而达到材料轻量化，提高结构强度，增加隔热性舒适度等等作用。当前主流技术为化学发泡，但是因为化学发泡剂在分解过程中容易有残留，许多国家已经开始对此有所限制。作为替代，超临界物理发泡技术因其清洁和环保的特性引发了越来越多的关注。超临界物理发泡的实现形式中的一种为固态发泡，微观上它具有泡孔密度高且细腻，在宏观上可以使其有更好的材料强度以及各种物理特性的优点。

固态发泡利用了气体在一定温度和压力的环境下将变为液态和气态之间的一种具有强渗透能力的超临界状态的特点以实现将气体完全溶解到固态聚合物中的目的。将聚合物基体放置在高压釜中，通入气体然后加热加压至超临界状态令其能渗透到聚合物基体中去直至饱和状态。然后快速降低压力，气体因为失去压力又会从超临界状态回到气态，从而实现成核发泡的过程。固态发泡对比熔融发泡有工艺温度低能耗低的优点，但是因为分子链活动性低气体渗透慢从而导致生产效率低下。而且在发泡完成后，因为发泡材料泡孔中的气体逃逸会导致泡孔收缩，从而使材料在一段时间后密度对比刚刚发泡时高。

在中国专利文献CN102167840A中提到了一种通过模压机实现固态发泡的方法，但是一般模压机最多只有八层而且每一轮渗透需要持续4个小时以上效率较为低下。同时利用该方法制备一公分以上的厚板时容易出现表层和内部泡孔不均匀的现象。

在中国专利文献CN112476929A中提到了一种间歇发泡的方法，先利用高温高压加快超临界气体渗透然后取出材再升温实现二次发泡；在国际专利WO2021/227613A1中提到了一种制备超低密度热塑性发泡弹性体的方法，其中提到利用氮气取代二氧化碳在第二步发泡中渗透，从而达到降低材料收缩的目的。以上两种方法中发泡步骤较为繁琐且耗时长，在实施时需要4-8小时才能完成，工业化效率低下。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中，热塑性弹性体在生产中渗透时间长，工艺繁琐难以规模化的缺点；材料在发泡完成后收缩率高；超临界发泡技术应用于板材生产时产生的泡孔不均一现象，从而提供一种发泡材料及其制得的发泡制品和制备方法。

为此，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种发泡材料，所述发泡材料包括如下质量份数的原料：

热塑性弹性体 95-99份；

苯甲酸酯 0.5-2.5份；

成核剂 0.5-2.5份；

优选地，所述发泡材料包括如下质量份数的原料：

热塑性弹性体 97-99份；

苯甲酸酯 0.5-1.5份；

成核剂 0.5-1.5份；

进一步地，所述热塑性弹性体包括聚热塑性聚氨酯(TPU)，热塑性聚氨酯弹性体(TPEE)中的至少一种，熔点为150-250℃，分子量为3-20万，邵氏硬度为70A-80D。