专利名称：硅氧烷嵌段共聚物纳米孔泡沫体、其制备方法以及包含该泡沫体的制品的制作方法
硅氧烷嵌段共聚物纳米孔泡沬体、其制备方法以及包含该
泡沬体的制品
背景技术：
本申请涉及硅氧烷嵌段共聚物纳米孔泡沫体、其制备方法以及包含该泡沫体的制
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ΡΠ ο与孔的尺寸大于或等于约100纳米的泡沫体相比，具有纳米级孔的泡沫体(例如， 平均孔径小于或等于约100纳米的气凝胶)通常表现较好的热导率。气凝胶的较好的热导率归因于以下事实孔内的空气或蒸气分子无法相互作用，因为孔的尺寸防止分子行进通常与它们平均自由路径有关的距离。尽管气凝胶通常表现出比具有较大孔径的泡沫体优异的热性质，但是它们的机械性质例如它们的拉伸强度、冲击强度等通常较低，以致于无法以单片形式制造。由于它们较差的机械性质，必须将它们与其它粘合剂混配从而制造出可用的单片产品。与其它粘合剂的混配通常会降低可用的单片产品的热导率。除了具有较差的机械性质之外，气凝胶需使用超临界萃取制备。使用超临界萃取包括使用高压和高压容器，这是比较昂贵的并且可能使生产和制造气凝胶的有关人员面临危险。因此，期望制备出具有纳米级孔的泡沫体，该泡沫体相较于气凝胶表现出较好的机械性质。也期望通过下述方法制备泡沫体，与跟气凝胶的制备有关的方法相比，所述方法较廉价且危险性较低。而且，对于改善机械性质而言也优选具有闭合的孔结构。气凝胶经常具有开孔形态。
发明内容
本申请公开了泡沫体，其包含聚硅氧烷嵌段共聚物；该聚硅氧烷嵌段共聚物包括含有聚硅氧烷嵌段的第一嵌段和含有有机聚合物的第二嵌段；所述第二嵌段不包含聚硅氧烷；所述聚硅氧烷嵌段具有5至45个重复单元；所述泡沫体的平均孔径为小于或等于 100纳米。本申请也公开了方法，其包括使流体浸入聚硅氧烷嵌段共聚物以形成流体饱和的聚硅氧烷嵌段共聚物；所述聚硅氧烷嵌段共聚物包括含有聚硅氧烷嵌段的第一嵌段和含有有机聚合物的第二嵌段；所述第二嵌段不包含聚硅氧烷；所述聚硅氧烷嵌段具有5至45 个重复单元；提高所述流体饱和的聚硅氧烷嵌段共聚物的温度；和使所述聚硅氧烷嵌段共聚物发泡形成平均孔径小于或等于100纳米的泡沫体。
图1是反映不同样品测得的百分比重量增加与时间的关系的曲线图；图2是实施例2中制备的泡沫体的显微照片；图3是实施例3中制备的泡沫体的显微照片；和图4是实施例4中制备的泡沫体的显微照片。
具体实施例方式本申请公开了包含聚硅氧烷嵌段共聚物的纳米孔泡沫体，其中所述聚硅氧烷嵌段共聚物具有约5至约45个重复单元的聚硅氧烷嵌段长度。聚硅氧烷嵌段共聚物通常包括含有聚硅氧烷的第一嵌段和与第一嵌段共聚的第二嵌段聚合物。本申请也公开了制备纳米孔泡沫体的方法。制备这些泡沫体的方法是安全的。在一种实施方式中，纳米孔泡沫体的平均孔径小于或等于约100纳米。纳米孔泡沫体是光学透明的，表现极好的绝热性质、机械性质和介电性质。使用具有约5至约45个重复单元的聚硅氧烷嵌段长度的聚硅氧烷嵌段共聚物可增加二氧化碳在用于制备泡沫体的共聚物中的溶解度。增加的溶解度可允许制备具有高密度的直径小于或等于约100纳米的孔的纳米孔泡沫体。聚硅氧烷嵌段共聚物可以是交替嵌段共聚物、接枝共聚物或星型嵌段共聚物。聚硅氧烷嵌段共聚物可以是二嵌段、三嵌段、或星型嵌段共聚物。如上提及，聚硅氧烷嵌段共聚物通常包括含有聚硅氧烷的第一嵌段和与第一嵌段共聚的第二嵌段聚合物。第二嵌段不包含聚硅氧烷。可以用于第二嵌段聚合物的有机聚合物的实例是聚缩醛、聚烯烃、聚丙烯酸类物质、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、多芳基化合物、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、 聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并嚅唑、聚缩醛、聚酐、聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚乙烯卤、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸酯、聚硫醚、聚硫酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚膦腈、聚硅氮烷、聚氨酯等、或包括至少一种前述有机聚合物的组合。示例性的嵌段共聚物是聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物、共聚酯-碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物、聚酯-聚硅氧烷嵌段共聚物、多芳基化合物-聚硅氧烷嵌段共聚物等、或包含至少一种前述聚合物的组合。示例性的聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物是具有以下式(I)所示的结构的共聚物
权利要求
1.泡沫体，包含聚硅氧烷嵌段共聚物；该聚硅氧烷嵌段共聚物包括含有聚硅氧烷嵌段的第一嵌段和含有有机聚合物的第二嵌段；所述第二嵌段不包含聚硅氧烷；所述聚硅氧烷嵌段具有5至45 个重复单元；所述泡沫体的平均孔径为小于或等于100纳米。
2.权利要求1的泡沫体，其中所述嵌段共聚物具有式(I)的结构
3.权利要求1-2中任一项的泡沫体，其中所述第一嵌段包括聚缩醛、聚烯烃、聚丙烯酸类物质、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、多芳基化合物、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并嚅唑、聚酐、聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚乙烯卤、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸酯、聚硫醚、聚硫酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚膦腈、聚硅氮烷、聚氨酯、或包括至少一种前述物质的组合。
4.权利要求1-3中任一项的泡沫体，其中所述第一嵌段是聚碳酸酯、共聚酯-碳酸酯聚合物、聚酯、多芳基化合物、或包括至少一种前述物质的组合。
5.权利要求1-4中任一项的泡沫体，其中所述第一嵌段是聚碳酸酯。
6.权利要求5的泡沫体，其中所述聚碳酸酯的数均分子量为500至50，000克每摩尔。
7.权利要求1-6中任一项的泡沫体，其中所述第一嵌段的存在量为1至25wt%，基于所述聚硅氧烷嵌段共聚物的总重量。
8.权利要求1-7中任一项的泡沫体，其中所述泡沫体的孔的平均孔径为2至200纳米。
9.权利要求1-8中任一项的泡沫体，其中所述泡沫体的单个孔的直径为1至100纳米。
10.权利要求1-9中任一项的泡沫体，其中所述泡沫体的透明度为70%至99%，根据 ASTM D 1003在3毫米的厚度测得。
11.权利要求1-10中任一项的泡沫体，其中所述泡沫体的堆积密度为0.05至1克每立方厘米。
12.包含权利要求1-11中任一项的泡沫体的制品。
13.方法，包括使流体浸入聚硅氧烷嵌段共聚物以形成流体饱和的聚硅氧烷嵌段共聚物；所述聚硅氧烷嵌段共聚物包括含有聚硅氧烷嵌段的第一嵌段和含有有机聚合物的第二嵌段；所述第二嵌段不包含聚硅氧烷；所述聚硅氧烷嵌段具有5至45个重复单元；提高所述流体饱和的聚硅氧烷嵌段共聚物的温度；和使所述聚硅氧烷嵌段共聚物发泡形成平均孔径小于或等于100纳米的泡沫体。
14.权利要求13的方法，其中所述流体是二氧化碳。
15.权利要求13-14中任一项的方法，其中所述浸入在20千克-力每平方厘米至1，000 千克-力每平方厘米的压力进行。
16.权利要求13-15中任一项的方法，其中将所述温度提高至50至200°C。
17.权利要求13-16中任一项的方法，还包括使所述泡沫体骤冷进入保持在低于所述第二嵌段的玻璃化转变温度的温度的浴中。
18.权利要求13-17中任一项的方法，其中所述使流体浸入聚硅氧烷嵌段共聚物以形成流体饱和的聚硅氧烷嵌段共聚物在挤出机中或在注塑机器中进行。
19.通过权利要求13-18中任一项的方法制造的制品。
全文摘要
本申请公开了包括聚硅氧烷嵌段共聚物的泡沫体；该聚硅氧烷嵌段共聚物包括含有聚硅氧烷嵌段的第一嵌段和含有有机聚合物的第二嵌段；所述第二嵌段不包含聚硅氧烷；所述聚硅氧烷嵌段具有5至45个重复单元；所述泡沫体的平均孔径为小于或等于100纳米。
文档编号C08L83/10GK102482496SQ201080039271
公开日2012年5月30日 申请日期2010年9月9日 优先权日2009年9月10日
发明者B.詹森, C.西亚加拉詹, S.E.塔德罗斯, S.K.拉詹德兰, V.拉杰马努里 申请人:沙伯基础创新塑料知识产权有限公司