本發(fā)明涉及非晶態(tài)聚合物的微發(fā)泡成型技術，特別涉及一種非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板及其制備方法，屬于聚合物微發(fā)泡領域。
背景技術：
最早在20世紀50年代，o.r.mclntire和j.lamos就發(fā)現了聚合物的微孔尺寸，20世紀80年代，麻省理工學院提出聚合物微發(fā)泡的概念。由于這種聚合物微發(fā)泡制品既保持了聚合物原有的力學性能，又減輕了制品的重量，也有效防止了制品在成型過程中出現的各種缺陷問題，其成型技術開發(fā)與應用備受關注，許多著名公司如美國trexel、日本sekisuiplasticsoftokyo和加拿大eregel等公司都已致力于該技術的實際應用開發(fā)與商業(yè)化推廣。理論上說，幾乎所有聚合物都可采用該技術來生產聚合物微發(fā)泡制品，聚合物微發(fā)泡材料已被譽為“21世紀新型材料”，其成型過程一般是將聚合物和發(fā)泡劑經飽和均相混合，添加發(fā)泡劑析出成泡核，然后泡核長大成型。該方法成型過程中壓力p一般為幾十、上百甚至幾百個大氣壓，壓力很高，對設備要求苛刻，且存在表面質量、能耗和環(huán)境污染等問題，工業(yè)化應用受限。目前應用主要集中在汽車及內部裝飾材料、電子電器產品、醫(yī)用產品等領域。因此，聚合物微發(fā)泡工業(yè)化道路上急需開發(fā)一種對壓力要求不高、環(huán)境污染小、能耗低和表面質量高的成型技術。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的旨在為非晶態(tài)聚合物提供一種工藝簡單、條件溫和、成本低廉、設備投入少和工程應用可行的微發(fā)泡成型技術。
本發(fā)明是通過下述技術方案來實現的。
一種非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板的制備方法，包括下述步驟：
1)冷聚合工藝制備可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物：
1a)非晶態(tài)聚合物粉溶解：用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.05-0.2份引發(fā)劑、1-5份的偶氮二異丁腈和6-50份非晶態(tài)聚合物，制備得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液a；
1b)冷聚合劑調配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解20-50份有機叔胺，制得冷聚合劑b；
1c)混合脫氣：將步驟1a)制得的聚合物溶液a與和步驟1b)制得的冷聚合劑b按照100：(0.1-1)質量比混合均勻，經過濾后真空脫泡得到灌漿漿料c；
1d)模型澆鑄:將步驟1c)制得的灌漿漿料c，灌入鋼化玻璃模具中,經壓實、排氣后用尺條校正，上緊夾具；
1e)低溫空氣浴預聚與后聚：將步驟1d)制得的模型送至帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中，預聚后取出、冷卻；再經壓實、排氣、尺條校正、上緊夾具后送至帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中后聚繼續(xù)分段聚合后取出、冷卻；
1f)模型四周緊固與上下松弛：將經低溫空氣浴預聚與后聚的模型四周用鋼條緊固；尺條校正，松夾具；
2)可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物的負壓微發(fā)泡成型
將步驟1f)模型置于真空烘箱中，在真空壓力下發(fā)泡，制得非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板。
作為優(yōu)選方案，所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲?；蜻^氧化二月桂酰中的一種或兩種混合物粒料。
作為優(yōu)選方案，所述共聚物為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或幾種組成的混合物粉料。
作為優(yōu)選方案，所述有機叔胺為n，n-二甲基苯胺、n，n-二羥乙基對甲苯胺或n，n-二羥丙基對甲苯胺中一種或幾種。
作為優(yōu)選方案，所述步驟1)-1e)低溫空氣浴預聚與后聚過程中，在40-50℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中，預聚40-60min后取出，再在20-30℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中后聚2-4h，40-50℃繼續(xù)聚合1-2h。
作為優(yōu)選方案，所述步驟2)中，模型置于110-160℃真空烘箱中，在0.01-0.09mpa壓力下發(fā)泡1-4h。
相對于現有技術，本發(fā)明技術工藝簡單、條件溫和、成本低廉、設備投入少和工程應用可行，特別適合高附加值資源化利用廢舊塑料，符合國家十三五科技發(fā)展規(guī)劃要求，也為緩解全球能源危機提供有效解決途徑。
具體實施方式
下面結合實施例對發(fā)明作進一步的詳細說明，但并不作為對發(fā)明做任何限制的依據。
本發(fā)明非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板的制備方法，包括下述步驟：
1)冷聚合工藝制備可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物：
1a)非晶態(tài)聚合物粉溶解：用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.05-0.2份由過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰中的一種或兩種組成的混合物粒料引發(fā)劑、1-5份的偶氮二異丁腈和6-50份由聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或幾種組成的混合物粉料非晶態(tài)聚合物，制備得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液a；
1b)冷聚合劑調配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解20-50份由n，n-二甲基苯胺、n，n-二羥乙基對甲苯胺、n，n-二羥丙基對甲苯胺中一種或幾種組成的混合有機叔胺，制得冷聚合劑b；
1c)混合脫氣：將步驟1a)制得的聚合物溶液a與和步驟1b)制得的冷聚合劑b按照100：(0.1-1)質量比混合均勻，經過濾后真空脫泡得到灌漿漿料c；
1d)模型澆鑄:將步驟1c)制得的灌漿漿料c，灌入鋼化玻璃模具中,經壓實、排氣后用尺條校正，上緊夾具；
1e)低溫空氣浴預聚與后聚：將步驟1d)制得的模型送至40-50℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中，預聚40-60min后取出、冷卻；再經壓實、排氣、尺條校正、上緊夾具后送至20-30℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中后聚2-4h，40-50℃繼續(xù)聚合1-2h后取出、冷卻；
1f)模型四周緊固與上下松弛：將經低溫空氣浴預聚與后聚的模型四周用鋼條緊固；尺條校正，松夾具；
2)可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物的負壓微發(fā)泡成型
將步驟1f)模型置于110-160℃真空烘箱中，在0.01-0.09mpa壓力下發(fā)泡1-4h，制得非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板。
下面給出具體實施例來進一步說明本發(fā)明。
實施例1
1)冷聚合工藝制備可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物：
1a)非晶態(tài)聚合物粉溶解：用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.1份過氧化二苯甲酰、3份偶氮二異丁腈和30份苯乙烯-丙烯腈共聚物，制備得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液a；
1b)冷聚合劑調配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解40份n，n-二羥乙基對甲苯胺，制得冷聚合劑b；
1c)混合脫氣：將聚合物溶液a與和冷聚合劑b按照100：0.5質量比混合均勻，經過濾后真空脫泡得到灌漿漿料c；
1d)模型澆鑄:將灌漿漿料c，灌入鋼化玻璃模具中,經壓實、排氣后用尺條校正，上緊夾具；
1e)低溫空氣浴預聚與后聚：將模型送至50℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中，預聚50min后取出、冷卻；再經壓實、排氣、尺條校正、上緊夾具后送至20℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中后聚4h，45℃繼續(xù)聚合1h后取出、冷卻；
1f)模型四周緊固與上下松弛：將模型四周用鋼條緊固；尺條校正，松夾具；
2)可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物的負壓微發(fā)泡成型：
將步驟1f)模型置于120℃真空烘箱中，在0.09mpa壓力下發(fā)泡3h，制得非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板。
實施例2
1)冷聚合工藝制備可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物：
1a)非晶態(tài)聚合物粉溶解：用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.05份由過氧化二月桂酰、5份的偶氮二異丁腈和50份聚甲基丙烯酸甲酯，制備得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液a；
1b)冷聚合劑調配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解20份n，n-二甲基苯胺、與n，n-二羥丙基對甲苯胺按照1:1體積比的混合有機叔胺，制得冷聚合劑b；
1c)混合脫氣：將聚合物溶液a與冷聚合劑b按照100：0.1質量比混合均勻，經過濾后真空脫泡得到灌漿漿料c；
1d)模型澆鑄:將灌漿漿料c，灌入鋼化玻璃模具中,經壓實、排氣后用尺條校正，上緊夾具；
1e)低溫空氣浴預聚與后聚：將模型送至40℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中，預聚40min后取出、冷卻；再經壓實、排氣、尺條校正、上緊夾具后送至30℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中后聚2h，50℃繼續(xù)聚合1h后取出、冷卻；
1f)模型四周緊固與上下松弛：將經低溫空氣浴預聚與后聚的模型四周用鋼條緊固；尺條校正，松夾具；
2)可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物的負壓微發(fā)泡成型
將步驟1f)模型置于160℃真空烘箱中，在0.01mpa壓力下發(fā)泡1h，制得非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板。
實施例3
1)冷聚合工藝制備可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物：
1a)非晶態(tài)聚合物粉溶解：用100份甲基丙烯酸甲酯溶解0.2份由過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰中的一種或兩種組成的混合物粒料引發(fā)劑、1份的偶氮二異丁腈和6份聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的混合物粉料，制備得甲基丙烯酸甲酯的聚合物溶液a；
1b)冷聚合劑調配:用100份甲基丙烯酸甲酯溶解50份n，n-二甲基苯胺，制得冷聚合劑b；
1c)混合脫氣：將聚合物溶液a與冷聚合劑b按照100：1質量比混合均勻，經過濾后真空脫泡得到灌漿漿料c；
1d)模型澆鑄:將灌漿漿料c，灌入鋼化玻璃模具中,經壓實、排氣后用尺條校正，上緊夾具；
1e)低溫空氣浴預聚與后聚：將模型送至40℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中，預聚60min后取出、冷卻；再經壓實、排氣、尺條校正、上緊夾具后送至25℃帶循環(huán)風系統(tǒng)的烘房中后聚3h，40℃繼續(xù)聚合2h后取出、冷卻；
1f)模型四周緊固與上下松弛：將經低溫空氣浴預聚與后聚的模型四周用鋼條緊固；尺條校正，松夾具；
2)可發(fā)泡非晶態(tài)聚合物的負壓微發(fā)泡成型
將步驟1f)模型置于110℃真空烘箱中，在0.09mpa壓力下發(fā)泡4h，制得非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板。
本發(fā)明制備的非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板，能夠避免傳統(tǒng)非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板制備成型過程中壓力過高，存在表面質量、能耗和環(huán)境污染等問題，為一種壓力要求不高、環(huán)境污染小、能耗低和表面質量高、設備投入少和工程應用可行，特別適合高附加值資源化利用廢舊塑料的非晶態(tài)聚合物微發(fā)泡板的制備方法。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護范圍內。