專利名稱：硅氧烷嵌段共聚物納米孔泡沫體、其制備方法以及包含該泡沫體的制品的制作方法
硅氧烷嵌段共聚物納米孔泡沬體、其制備方法以及包含該
泡沬體的制品
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)涉及硅氧烷嵌段共聚物納米孔泡沫體、其制備方法以及包含該泡沫體的制
P
ΡΠ ο與孔的尺寸大于或等于約100納米的泡沫體相比，具有納米級(jí)孔的泡沫體(例如， 平均孔徑小于或等于約100納米的氣凝膠)通常表現(xiàn)較好的熱導(dǎo)率。氣凝膠的較好的熱導(dǎo)率歸因于以下事實(shí)孔內(nèi)的空氣或蒸氣分子無(wú)法相互作用，因?yàn)榭椎某叽绶乐狗肿有羞M(jìn)通常與它們平均自由路徑有關(guān)的距離。盡管氣凝膠通常表現(xiàn)出比具有較大孔徑的泡沫體優(yōu)異的熱性質(zhì)，但是它們的機(jī)械性質(zhì)例如它們的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等通常較低，以致于無(wú)法以單片形式制造。由于它們較差的機(jī)械性質(zhì)，必須將它們與其它粘合劑混配從而制造出可用的單片產(chǎn)品。與其它粘合劑的混配通常會(huì)降低可用的單片產(chǎn)品的熱導(dǎo)率。除了具有較差的機(jī)械性質(zhì)之外，氣凝膠需使用超臨界萃取制備。使用超臨界萃取包括使用高壓和高壓容器，這是比較昂貴的并且可能使生產(chǎn)和制造氣凝膠的有關(guān)人員面臨危險(xiǎn)。因此，期望制備出具有納米級(jí)孔的泡沫體，該泡沫體相較于氣凝膠表現(xiàn)出較好的機(jī)械性質(zhì)。也期望通過(guò)下述方法制備泡沫體，與跟氣凝膠的制備有關(guān)的方法相比，所述方法較廉價(jià)且危險(xiǎn)性較低。而且，對(duì)于改善機(jī)械性質(zhì)而言也優(yōu)選具有閉合的孔結(jié)構(gòu)。氣凝膠經(jīng)常具有開孔形態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)公開了泡沫體，其包含聚硅氧烷嵌段共聚物；該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機(jī)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個(gè)重復(fù)單元；所述泡沫體的平均孔徑為小于或等于 100納米。本申請(qǐng)也公開了方法，其包括使流體浸入聚硅氧烷嵌段共聚物以形成流體飽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機(jī)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 個(gè)重復(fù)單元；提高所述流體飽和的聚硅氧烷嵌段共聚物的溫度；和使所述聚硅氧烷嵌段共聚物發(fā)泡形成平均孔徑小于或等于100納米的泡沫體。


圖1是反映不同樣品測(cè)得的百分比重量增加與時(shí)間的關(guān)系的曲線圖；圖2是實(shí)施例2中制備的泡沫體的顯微照片；圖3是實(shí)施例3中制備的泡沫體的顯微照片；和圖4是實(shí)施例4中制備的泡沫體的顯微照片。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)公開了包含聚硅氧烷嵌段共聚物的納米孔泡沫體，其中所述聚硅氧烷嵌段共聚物具有約5至約45個(gè)重復(fù)單元的聚硅氧烷嵌段長(zhǎng)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與第一嵌段共聚的第二嵌段聚合物。本申請(qǐng)也公開了制備納米孔泡沫體的方法。制備這些泡沫體的方法是安全的。在一種實(shí)施方式中，納米孔泡沫體的平均孔徑小于或等于約100納米。納米孔泡沫體是光學(xué)透明的，表現(xiàn)極好的絕熱性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)和介電性質(zhì)。使用具有約5至約45個(gè)重復(fù)單元的聚硅氧烷嵌段長(zhǎng)度的聚硅氧烷嵌段共聚物可增加二氧化碳在用于制備泡沫體的共聚物中的溶解度。增加的溶解度可允許制備具有高密度的直徑小于或等于約100納米的孔的納米孔泡沫體。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與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機(jī)聚合物的實(shí)例是聚縮醛、聚烯烴、聚丙烯酸類物質(zhì)、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、多芳基化合物、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亞胺、 聚醚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并嚅唑、聚縮醛、聚酐、聚乙烯醚、聚乙烯硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚乙烯鹵、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、或包括至少一種前述有機(jī)聚合物的組合。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、或包含至少一種前述聚合物的組合。示例性的聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物是具有以下式(I)所示的結(jié)構(gòu)的共聚物
權(quán)利要求
1.泡沫體，包含聚硅氧烷嵌段共聚物；該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機(jī)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 個(gè)重復(fù)單元；所述泡沫體的平均孔徑為小于或等于100納米。
2.權(quán)利要求1的泡沫體，其中所述嵌段共聚物具有式(I)的結(jié)構(gòu)
3.權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)的泡沫體，其中所述第一嵌段包括聚縮醛、聚烯烴、聚丙烯酸類物質(zhì)、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、多芳基化合物、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、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、聚乙烯鹵、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、或包括至少一種前述物質(zhì)的組合。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的泡沫體，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、或包括至少一種前述物質(zhì)的組合。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的泡沫體，其中所述第一嵌段是聚碳酸酯。
6.權(quán)利要求5的泡沫體，其中所述聚碳酸酯的數(shù)均分子量為500至50，000克每摩爾。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的泡沫體，其中所述第一嵌段的存在量為1至25wt%，基于所述聚硅氧烷嵌段共聚物的總重量。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的泡沫體，其中所述泡沫體的孔的平均孔徑為2至200納米。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的泡沫體，其中所述泡沫體的單個(gè)孔的直徑為1至100納米。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的泡沫體，其中所述泡沫體的透明度為70%至99%，根據(jù) ASTM D 1003在3毫米的厚度測(cè)得。
11.權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的泡沫體，其中所述泡沫體的堆積密度為0.05至1克每立方厘米。
12.包含權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的泡沫體的制品。
13.方法，包括使流體浸入聚硅氧烷嵌段共聚物以形成流體飽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機(jī)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個(gè)重復(fù)單元；提高所述流體飽和的聚硅氧烷嵌段共聚物的溫度；和使所述聚硅氧烷嵌段共聚物發(fā)泡形成平均孔徑小于或等于100納米的泡沫體。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述流體是二氧化碳。
15.權(quán)利要求13-14中任一項(xiàng)的方法，其中所述浸入在20千克-力每平方厘米至1，000 千克-力每平方厘米的壓力進(jìn)行。
16.權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)的方法，其中將所述溫度提高至50至200°C。
17.權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)的方法，還包括使所述泡沫體驟冷進(jìn)入保持在低于所述第二嵌段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度的浴中。
18.權(quán)利要求13-17中任一項(xiàng)的方法，其中所述使流體浸入聚硅氧烷嵌段共聚物以形成流體飽和的聚硅氧烷嵌段共聚物在擠出機(jī)中或在注塑機(jī)器中進(jìn)行。
19.通過(guò)權(quán)利要求13-18中任一項(xiàng)的方法制造的制品。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了包括聚硅氧烷嵌段共聚物的泡沫體；該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機(jī)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個(gè)重復(fù)單元；所述泡沫體的平均孔徑為小于或等于100納米。
文檔編號(hào)C08L83/10GK102482496SQ201080039271
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者B.詹森, C.西亞加拉詹, S.E.塔德羅斯, S.K.拉詹德蘭, V.拉杰馬努里 申請(qǐng)人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司