一种超韧浆板材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水上用材料领域，尤其涉及一种超韧浆板材料及其制备方法。

背景技术

发泡材料作为一种新兴材料，因为其优异的低密度性、力学性能、轻量化、耐高温特点，近些年来被广泛应用于交通、建材、塑料制品、日用品等各种领域。这其中，水上用材料因为与发泡材料完美的性能需求契合，成为了各种发泡材料大规模应用领域。而水上用发泡材料所面临的主要问题为防水耐腐蚀性能，以及发泡材料本身的力学性能。

现有技术(CN107234840A)提供了一种防水耐腐蚀聚氨酯发泡材料，其通过添加耐腐蚀层的方法，有效提高了聚氨酯发泡材料本身的耐腐蚀性和防水性，但是对于聚氨酯发泡材料其本身的韧性等力学性能并未有明显的提高，在一些应用环境下其制备的材料仍不能得到有效地使用。

因此，为了解决上述问题，本申请提供了一种超韧浆板材料及其制备方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种超韧浆板材料，所述超韧浆板材料为成分至少包括纳米填料且密度为50～65kg/m

作为一种优选的方案，所述超韧浆板材料的密度为55～60kg/m

作为一种优选的方案，所述超韧浆板材料的密度为60kg/m

作为一种优选的方案，所述纳米填料的平均粒径为0.05～0.2μm。

作为一种优选的方案，所述纳米填料的平均粒径为0.08～0.1μm。

作为一种优选的方案，所述纳米填料为氧化锌、蒙脱土、膨润土、二氧化钛、碳酸钙、白炭黑、滑石粉、勃姆石粉、高岭土中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述纳米填料为滑石粉。

作为一种优选的方案，所述发泡片材的基材为PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、POE(乙烯-丁烯聚合物)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯线性三嵌段共聚物)、PC(聚碳酸酯)、PO(聚烯烃)、OBC(乙烯-1-辛烯嵌段共聚物)、TPU(热塑性聚氨酯)中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述基材为PP和SEBS的混合物，所述PP和SEBS的质量比为80～95:5～20。

作为一种优选的方案，所述PP和SEBS的质量比为85～90:10～15。

作为一种优选的方案，所述PP和SEBS的质量比为85:15。

本申请中，通过采用PP和SEBS混合聚合物基体，不仅确保了整体发泡材料的低密度性能，还能够协同组合物固体粒子添加剂提高发泡材料整体的硬度和其它力学性能。本申请人认为：当PP和SEBS的质量比为85:15时，能够在基体材料体系中形成相比于其各自单独使用时，更细小的体系孔径，产生更多的孔径位点，这些大量的孔径位点的产生能够在体系收到外力作用时候，有效帮助体系分散应力至各个方向。

作为一种优选的方案，所述基材与纳米填料的质量比为96～99.5:0.5～4。

作为一种优选的方案，所述基材与纳米填料的质量比为99～99.5:0.5～1。

作为一种优选的方案，所述基材与纳米填料的质量比为99:1。

本申请中，通过加入特定粒径的滑石粉与本申请所使用的基材进行复配，能够有效提高材料的本身硬度的同时，还能够通过多孔径位点的闭孔与连接作用，大幅提高材料的自身韧性。本申请人认为，当采用粒径为0.08～0.1μm。的超细滑石粉作为添加剂，并且当其与本申请的PP基材的质量比为99:1。其不仅在体系中做为粒子支撑位点，对基材进行支撑作用，其在基材形成的细微孔隙中可以形成与基材的连接，并且从孔隙中进行细微的移动，所以在外力的作用时，能够成为应力的分散位点，从而在基材即将撕裂时，将裂纹重新转化为银纹状态。

本发明第二方面提供了一种上述超韧浆板材料的制备方法，步骤包括以下几步：(1)将纳米填料在60～90℃干燥2～3小时，然后和基材进行混合均匀，之后通过双螺杆挤出机挤出并造粒，通过片材挤出机挤出成片材，控制厚度；(2)将片材置入高压釜中，通入流体发泡介质，升温至120～160℃，控制压力，浸润发泡4～8小时，控制泄压时间，即得。

作为一种优选的方案，所述挤出片材的厚度为10～15mm；所述压力为10～30MPa；所述泄压时间为20～40s。

作为一种优选的方案，所述所述挤出片材的厚度为12～13mm；所述压力为20MPa；所述泄压时间为30s。

作为一种优选的方案，所述流体发泡介质为N

作为一种优选的方案，所述流体发泡介质为CO

本申请中通过对于发泡制备方法中的参数以及流体介质的控制，有效提高了发泡材料的发泡效果，并且避免了发泡基材中孔隙的扩大，从而降低耐吸湿性能现象。选定发泡流体介质为CO

有益效果：

1、本申请提供了一种具有超低密度高韧性水上用浆板材料，其能够保持良好的低密度以及低吸湿性的前提下，大幅度地增强体系的硬度以及体系韧性，从而极大地加强材料的应用强度，能够在更多极端环境和条件下进行水上器材的运用。

2、本申请提供了一种具有超低密度高韧性水上用浆板材料，通过加入特定粒径的滑石粉与本申请所使用的基材进行复配，能够有效提高材料的本身硬度的同时，还能够通过多孔径位点的闭孔与连接作用，大幅提高材料的自身韧性，当采用粒径为0.08～0.1μm的超细滑石粉作为添加剂，并且当其与本申请的PP基材的质量比为99:1。在基材形成的细微孔隙中可以形成与基材的连接，并且从孔隙中进行细微的移动，所以在外力的作用时，能够成为应力的分散位点，从而在基材即将撕裂时，将裂纹重新转化为银纹状态。

3、本申请提供了一种具有超低密度高韧性水上用浆板材料，通过采用PP和SEBS混合聚合物基体，不仅确保了整体发泡材料的低密度性能，还能够协同组合物固体粒子添加剂提高发泡材料整体的硬度和其它力学性能，当PP和SEBS的质量比为85:15时，能够在基体材料体系中形成相比于其各自单独使用时，更细小的体系孔径，产生更多的孔径位点，这些大量的孔径位点的产生能够在体系收到外力作用时候，有效帮助体系分散应力至各个方向。

附图说明

图1为本申请实施例1制备的超韧浆板材料实物图。

具体实施方式

实施例1第一方面提供了一种超韧浆板材料，原料包括1wt％的纳米填料和99wt％的基材。

超韧浆板材料的密度为60kg/m

纳米填料为滑石粉，平均粒径为0.1μm，购买自石家庄旭昂矿产品有限公司出售的0.1μm滑石粉产品；基材为PP和SEBS的混合物，PP和SEBS的质量比为85:15。

PP和SEBS分别购买自镇海炼化M60T和科腾SEBS-1650。

本实施例第二方面提供了一种超韧浆板材料的制备方法，步骤包括以下几步：(1)将纳米填料在80℃干燥2小时，然后和基材进行混合均匀，之后通过双螺杆挤出机挤出并造粒，通过片材挤出机挤出成片材，控制厚度；(2)将片材置入高压釜中，通入流体发泡介质，升温至135℃，控制压力，浸润发泡6小时，控制泄压时间，即得。

挤出片材的厚度为13mm；压力为20MPa；泄压时间为30s；流体发泡介质为CO

本实施例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：在超韧浆板材料的制备方法中，步骤(2)中挤出片材的厚度为12mm；压力为25MPa；泄压时间为35s；流体发泡介质为CO

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：纳米填料为滑石粉，平均粒径为0.2μm，购买自石家庄旭昂矿产品有限公司出售的0.2μm滑石粉产品。

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：超韧浆板材料，原料包括0.3wt％的纳米填料和99.7％的基材。

本对比例的具体实施方式同实施例1，不同之处在于：PP和SEBS的质量比为95:5。

性能评价

密度测试：每个实施例对比例测试10个试样，测得实施例和对比例所得材料的密度，测试仪器选用数字密度测试仪，测得的数值的平均值记入表1。

邵尔硬度(A)：把试样放置在坚固的平面上，压针距离试样边缘12mm平稳地把压针压在试样上，使压针垂直地压入试样，直至压针和试样完全接触时1s内读数。在测点相距至少6mm的不同位置测量硬度值5次，取其平均值，仪器：上海奕纵精密仪器有限公司生产的HTS-800A数显邵氏硬度计。

弯曲强度：制备实施例和对比例样条，样条参考GB/T9341-2000，在电子万能试验机上进行测试，压制速度为2mm/min，定位移6mm，结果记录于表1。

分层撕裂强度：参考ASTM D624-00(2012)对实施例和对比例制得的材料进行测试，结果记录于表1。

表1