CN114872399A - 一种超临界夹心聚芳醚酮发泡板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种聚芳醚酮发泡板材，所述聚芳醚酮发泡板材包括中间发泡层和上下发泡层；所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的密度；所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的发泡倍率；所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的泡孔直径。本发明设计了一种具有特定结构的夹心聚芳醚酮发泡板材，分为中间发泡层和上下发泡层。本发明利用不同的密度分布的夹心结构，使得在同等密度下，夹心结构材料泡沫具有很高的刚度、弯曲强度等综合的机械性能和综合力学性能。而且本发明提供的聚芳醚酮发泡板材，仅采用市面通用的聚芳醚酮树脂为原料，即可得的性能优异的聚芳醚酮发泡板材，而且发泡过程绿色环保，适用范围广，有利于实现工业化规模生产和应用。

Description

一种超临界夹心聚芳醚酮发泡板材及其制备方法
技术领域
本发明属于聚芳醚酮发泡板材技术领域，涉及一种聚芳醚酮发泡板材及其制备方法，尤其涉及一种超临界夹心聚芳醚酮发泡板材及其制备方法。
背景技术
泡沫塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、减震等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广。几乎各种塑料均可做成泡沫塑料，发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域。与纯塑料相比，泡沫塑料具有很多优良的性能，如质轻、比强度高、可吸收冲击载荷、隔热和隔音性能好等。因而在工业、农业、建筑、交通运输等领域得到了广泛应用。
结构泡沫材料，是指为各种复合材料的夹芯结构，主要用来增加刚度、减轻重量。结构泡沫材料是泡沫材料的应用的一种，是应用于各种复合材料的夹芯结构，主要用来增加刚度、减轻重量，具有优良的比刚度、比强度。压缩、拉伸、剪切、弯曲等力学性能，以及极佳的抗疲劳性、抗冲击性，另外，还具有吸水性低、隔音绝热效果好等特性，使其成为要求具有高强度和低密度领域的理想材料，被广泛应用于风力发电、轨道交通、船舶、航空航天、建筑节能等领域。
然而，目前市场上结构泡沫有硬质聚氨酯、硬质聚氯乙烯、聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫，特别是耐高温泡沫上只有PMI泡沫有比较高的性能以及使用度，市场上还没有同类型的耐高温结构泡沫与PMI相媲美。
因此，如何找到一种其他类型的高耐温的结构泡沫，拓宽结构泡沫的应用深度和宽度，具有重要的意义，也是诸多研发型生产厂商以及一线研究人员迫在眉睫要解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚芳醚酮发泡板材及其制备方法，特别是一种超临界夹心聚芳醚酮发泡板材，本发明提供的聚芳醚酮发泡板材，仅采用通用牌号的聚乳酸为原料，即可得到整体密度适中的聚芳醚酮泡沫体，使得整体密度能够媲美PMI泡沫，而且工艺简单、易于控制，有利于实现工业化规模生产和应用。并且为研制这种超临界夹心泡沫提供了一个新的思路和方法。
本发明提供了一种聚芳醚酮发泡板材，所述聚芳醚酮发泡板材包括中间发泡层和上下发泡层；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的密度；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的发泡倍率；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的泡孔直径。
优选的，所述发泡板材整体的密度为50～200kg/m3；
所述中间发泡层的密度为100～200kg/m3；
所述上下发泡层的密度为50～100kg/m3；
所述泡孔为闭孔结构。
优选的，所述发泡板材整体的发泡倍率为5～20倍；
所述中间发泡层的发泡倍率为5～10倍；
所述上下发泡层的发泡倍率为10～20倍；
所述聚芳醚酮发泡板材为一体发泡材料。
优选的，所述发泡板材整体的泡孔直径为50～300μm；
所述中间发泡层的泡孔直径为50～200μm；
所述上下发泡层的泡孔直径为50～300μm；
所述聚芳醚酮发泡板材为单个聚芳醚酮树脂板材经发泡后得到；
所述发泡的方式包括超临界流体两次发泡。
优选的，所述聚芳醚酮发泡板材具有夹芯结构；
所述聚芳醚酮发泡板材的厚度为10～100mm；
所述聚芳醚酮板材的定向尺寸为100～1000mm；
所述聚芳醚酮发泡板材为非压合成型、非粘合成型和非多材料拼凑成型中的一种或多种的发泡板材；
所述聚芳醚酮发泡板材为用于结构芯材的结构泡沫板材。
本发明还提供了一种聚芳醚酮发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚芳醚酮板材置于模腔内，在第一温度下，充入超临界流体，达到平衡后，保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡胚板；
2)将上述步骤得到聚芳醚酮发泡胚板置于模腔，在第二温度下，再次充入超临界流体，达到平衡后，再次保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡板材。
优选的，所述聚芳醚酮板材由聚芳醚酮树脂经过高温硫化机模压成型后得到；
所述聚芳醚酮树脂的粘度为0.3～1.2dl/g；
所述聚芳醚酮树脂的玻璃化转变温度为230～280℃；
所述模压成型工艺包括以下步骤：
220～250℃预热，在0.5-2Mpa的作用下，压实排气，时间10～15min，升温到260～280℃，保持20～30min，保持面压力2～5mpa，然后在300～320℃，模压5～8Mpa的条件下，模压30～60min。
优选的，所述聚芳醚酮板材的厚度为3～10mm；
所述超临界流体包括超临界N2和/或超临界CO2；
所述超临界流体的压力为7～20MPa；
所述第二温度高于第一温度。
优选的，所述第一温度为250～260℃；
所述第二温度为270～280℃；
所述保压渗透的浸渍时间为120～180min；
所述保压渗透的压力为10～20Mpa。
优选的，所述再次保压渗透的浸渍时间为30～90min；
所述再次保压渗透的压力为7～10Mpa；
所述泄压后的压力为常压；
所述泄压速率为10～100MPa/s。
本发明提供了一种聚芳醚酮发泡板材，所述聚芳醚酮发泡板材包括中间发泡层和上下发泡层；所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的密度；所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的发泡倍率；所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的泡孔直径。与现有技术相比，本发明针对现有的结构泡沫种类稀少，尤其是在耐高温方面的泡沫芯材更是PMI泡沫一种，而其他泡沫材料难以在性能、密度以及使用度上与PMI泡沫达到同一级别的局限性。本发明研究认为，热塑性高性能聚芳醚酮(PEK)具有阻燃、耐高温、耐辐射、低介电等优异特点。在超临界流体的作用下，再经过减压发泡，能够得到均匀细腻的泡孔。虽然，现有技术中也有利用这种方法制得聚芳醚酮泡沫，但是现有工艺中的泡沫为均一结构的，密度一致，而在同等密度下，仍然存在PEK泡沫的性能不能赶上PMI泡沫的问题。
介于此，本发明创造性的设计了一种具有特定结构的聚芳醚酮发泡板材，这是一种夹心聚芳醚酮发泡板材，分为中间发泡层和上下发泡层，中间发泡层的密度100～200kg/m3，上下两层的密度50～100kg/m3。本发明利用不同的密度分布的夹心结构，使得在同等密度下，夹心结构材料泡沫具有很高的刚度、弯曲强度等综合的机械性能和综合力学性能。而且本发明提供的聚芳醚酮发泡板材，仅采用市面通用的聚芳醚酮树脂(板材)为原料，即可得的性能优异的聚芳醚酮发泡板材。本发明提供的聚芳醚酮发泡板材的制备方法，采用超临界流体发泡方式结合二步浸渍发泡过程，分为二次浸渍超临界流体，二次发泡，从而形成特别的一体夹心结构，芯材的密度高，上下层的低，整体密度适中的聚芳醚酮泡沫体，使得整体密度能够媲美PMI泡沫，为研制这种超临界夹心泡沫提供了一个新的思路和方法。
本发明提供的夹心聚芳醚酮发泡板材，仅采用一块聚芳醚酮原料板材，采用分步浸渍法，即可得的性能优异的聚芳醚酮发泡板材。本发明提供的制备方法，结合二步超临界渗透的方法，可以实现夹心聚芳醚酮发泡板材的制备；而且通过控制超临界渗透的温度和时间，可以控制上下层及中间层的密度，从而得到综合性能优异，特别是力学性能优异的泡沫材料，适于作为复合材料的结构芯材。本发明制得的聚芳醚酮发泡板材可以在-50～250℃下长期使用，而且发泡过程绿色环保，适用范围广，有利于实现工业化规模生产和应用。
实验结果表明，采用本发明提供的制备方法，结合二步超临界渗透的方法，可以实现夹心聚芳醚酮发泡板材的制备。而且可以得到各种形式的密度组合，通过控制超临界渗透的温度和时间，可以控制上下层及中间层的密度，从而得到综合性能优异的泡沫特别是力学性能。制得的发泡板材尺寸大，长宽达到100～1000mm、厚度达到10～100mm；泡孔直径为100～300μm；发泡倍率达到5～20倍，压缩强度能够达到2.5mpa，拉伸强度能够达到3Mpa，弯曲强度能达到2Mpa，是一种综合性能优异的泡沫芯材。
附图说明
图1为本发明制备的超临界夹心聚芳醚酮发泡板材的切面的实物照片。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或聚芳醚酮发泡材料制备领域常规的纯度要求。
本发明所有原料，其牌号和简称均属于本领域常规牌号和简称，每个牌号和简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到。
本发明提供了一种聚芳醚酮发泡板材，所述聚芳醚酮发泡板材包括中间发泡层和上下发泡层；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的密度；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的发泡倍率；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的泡孔直径。
在本发明中，所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的密度。具体的，所述中间发泡层的密度优选大于上下发泡层的密度。
在本发明中，所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的发泡倍率。具体的，所述中间发泡层的发泡倍率优选小于上下发泡层的发泡倍率。
在本发明中，所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的泡孔直径。具体的，所述中间发泡层的泡孔直径优选小于上下发泡层的泡孔直径。
在本发明中，所述发泡板材整体的密度优选为50～200kg/m3，更优选为80～170kg/m3，更优选为110～140kg/m3。
在本发明中，所述中间发泡层的密度优选为120～200kg/m3，更优选为120～180kg/m3，更优选为140～160kg/m3。
在本发明中，所述上下发泡层的密度优选为50～100kg/m3，更优选为60～90kg/m3，更优选为70～80kg/m3。
在本发明中，所述泡孔优选为闭孔结构。
在本发明中，所述发泡板材整体的发泡倍率优选为5～20倍，更优选为8～17倍，更优选为11～14kg/m3。
在本发明中，所述中间发泡层的发泡倍率优选为5～10倍，更优选为6～9倍，更优选为7～8倍。
在本发明中，所述上下发泡层的发泡倍率优选为10～20倍，更优选为12～18倍，更优选为14～16倍。
在本发明中，所述聚芳醚酮发泡板材优选为一体发泡材料。
在本发明中，所述发泡板材整体的泡孔直径优选为50～300μm，更优选为100～250μm，更优选为150～200μm。
在本发明中，所述中间发泡层的泡孔直径优选为50～200μm，更优选为70～180μm，更优选为100～150μm。
在本发明中，所述上下发泡层的泡孔直径优选为50～300μm，更优选为51～300μm，更优选为100～250μm，更优选为150～200μm。
在本发明中，所述聚芳醚酮发泡板材优选为单个聚芳醚酮树脂板材经发泡后得到。
在本发明中，所述发泡的方式优选包括超临界流体两次发泡。
在本发明中，所述聚芳醚酮发泡板材优选具有夹芯结构。
在本发明中，所述聚芳醚酮发泡板材的厚度优选为10～100mm，更优选为30～80mm，更优选为50～60mm。
在本发明中，所述聚芳醚酮板材的定向尺寸优选为100～1000mm，更优选为300～800mm，更优选为500～600mm。
在本发明中，所述聚芳醚酮发泡板材优选为非压合成型、非粘合成型和非多材料拼凑成型中的一种或多种的发泡板材，更优选为非压合成型、非粘合成型或非多材料拼凑成型的发泡板材。
在本发明中，所述聚芳醚酮发泡板材优选为结构泡沫板材，即用于结构芯材的结构泡沫板材。
本发明上述内容提供了夹心聚芳醚酮发泡板材，所述夹心聚芳醚酮发泡板材的发泡倍率为5～20倍；
所述聚芳醚酮发泡板材的泡孔直径为50～300μm。
具体的，所述聚芳醚酮发泡板材的厚度为10～100mm。
具体的，所述泡孔为闭孔结构。
具体的，所述聚芳醚酮发泡板材的密度为50～200kg/m3；
具体的，所述聚芳醚酮发泡板材的上下层密度为50～100kg/m3；
具体的，所述聚芳醚酮发泡板材的中间层密度为100～200kg/m3。
参见图1，图1为本发明制备的超临界夹心聚芳醚酮发泡板材的切面的实物照片。
本发明提供了一种聚芳醚酮发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚芳醚酮板材置于模腔内，在第一温度下，充入超临界流体，达到平衡后，保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡胚板；
2)将上述步骤得到聚芳醚酮发泡胚板置于模腔，在第二温度下，再次充入超临界流体，达到平衡后，再次保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡板材。
在本发明中，平衡后，即成为聚合物-超临界流体均相体系。
本发明首先将聚芳醚酮板材置于模腔内，在第一温度下，充入超临界流体，达到平衡后，保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡胚板。
在本发明中，所述聚芳醚酮板材优选由聚芳醚酮树脂经过高温硫化机模压成型后得到。
在本发明中，所述聚芳醚酮树脂的粘度优选为0.3～1.2dl/g，更优选为0.5～1.0dl/g，更优选为0.7～0.8dl/g。
在本发明中，所述聚芳醚酮树脂的玻璃化转变温度优选为230～280℃，更优选为240～270℃，更优选为250～260℃。
在本发明中，所述模压成型工艺优选包括以下步骤：
220～250℃预热，在0.5-2Mpa的作用下，压实排气，时间10～15min，升温到260～280℃，保持20～30min，保持面压力2～5mpa，然后在300～320℃，模压5～8Mpa的条件下，模压30～60min。
在本发明中，所述聚芳醚酮板材的厚度优选为3～10mm，更优选为4～9mm，更优选为5～8mm，更优选为6～7mm。
在本发明中，所述超临界流体优选包括超临界N2和/或超临界CO2，更优选为超临界N2或超临界CO2。
在本发明中，所述超临界流体的压力优选为7～20MPa，更优选为10～17MPa，更优选为13～14MPa。
在本发明中，所述第一温度优选为250～260℃，更优选为252～258℃，更优选为254～256℃。
在本发明中，所述保压渗透的浸渍时间优选为120～180min，更优选为130～170min，更优选为140～160min。
在本发明中，所述保压渗透的压力优选为10～20Mpa，更优选为12～18Mpa，更优选为14～16Mpa。
在本发明中，所述泄压后的压力优选为常压。
在本发明中，所述泄压速率优选为10～100MPa/s，更优选为30～80MPa/s，更优选为50～60MPa/s。
本发明再将上述步骤得到聚芳醚酮发泡胚板置于模腔，在第二温度下，再次充入超临界流体，达到平衡后，再次保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡板材。
在本发明中，所述第二温度优选高于第一温度。
在本发明中，所述第二温度优选为270～280℃，更优选为272～278℃，更优选为274～276℃。
在本发明中，所述再次保压渗透的浸渍时间优选为30～90min，更优选为40～80min，更优选为50～70min。
在本发明中，所述再次保压渗透的压力优选为7～10Mpa，更优选为7.5～9.5Mpa，更优选为8～9Mpa。
本发明为完整和细化整体制备工艺，更好的提高聚芳醚酮发泡板材的综合性能，上述夹心聚芳醚酮发泡板材的制备方法，具体可以为以下步骤：
1)将聚芳醚酮树脂经过高温硫化机模压成型，制成厚度为3～10mm的原板
2)在第一温度下，将聚芳醚酮原板材置于模腔内，充入超临界流体，达到平衡后，得到聚合物-超临界流体均相体系；
3)通过控制体系的压力变化，快速泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡胚板。
4)再将聚芳醚酮发泡胚板置于模腔内，在第二温度下，充入超临界流体，达到平衡后，得到聚合物-超临界流体均相体系；
5)通过控制体系的压力变化，快速泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡板。
具体的，所述聚芳醚酮树脂粘度为0.3～1.2dl/g。
具体的，所述聚芳醚酮树脂的玻璃化转变温度为230-280℃。
具体的，所述步骤1中的模压工艺为在220-250℃预热，在0.5-2Mpa的作用下，压实排气，时间10-15min，升温到260-280℃，保持20-30min，保持面压力2-5mpa,然后在300-320℃，模压5-8Mpa.模压30-60min，最后经过冷却脱模，制成厚度3-10mm的原板。
具体的，所述第二温度高于第一温度。
所述第一温度为250～260℃。
具体的，所述第二温度为270～280℃。
具体的，所述超临界流体包括超临界N2和/或超临界CO2。
具体的，所述超临界流体的压力为7～20MPa。
具体的，所述第一温度下的浸渍时间为120～180min；压力为10-20mpa。
具体的，所述第二温度下的浸渍时间为30～90min；压力为7-10mpa。
具体的，所述的控制压力变化，快速泄压发泡，泄压后的压力为常压。
具体的，所述泄压速率为10～100MPa/s。
本发明上述步骤提供了一种超临界夹心聚芳醚酮发泡板材及其制备方法。该具有特定结构的聚芳醚酮发泡板材是一种夹心聚芳醚酮发泡板材，分为中间发泡层和上下发泡层，中间发泡层的密度100～200kg/m3，上下两层的密度50～100kg/m3。本发明利用不同的密度分布的夹心结构，使得在同等密度下，夹心结构材料泡沫具有很高的刚度、弯曲强度等综合的机械性能和综合力学性能。而且本发明提供的聚芳醚酮发泡板材，仅采用市面通用的聚芳醚酮树脂(板材)为原料，即可得的性能优异的聚芳醚酮发泡板材。本发明提供的聚芳醚酮发泡板材的制备方法，采用超临界流体发泡方式结合二步浸渍发泡过程，分为二次浸渍超临界流体，二次发泡，从而形成特别的一体夹心结构，芯材的密度高，上下层的低，整体密度适中的聚芳醚酮泡沫体，使得整体密度能够媲美PMI泡沫，为研制这种超临界夹心泡沫提供了一个新的思路和方法。
本发明提供的夹心聚芳醚酮发泡板材，仅采用一块聚芳醚酮原料板材，采用分步浸渍法，即可得的性能优异的聚芳醚酮发泡板材。本发明提供的制备方法，结合二步超临界渗透的方法，可以实现夹心聚芳醚酮发泡板材的制备；而且通过控制超临界渗透的温度和时间，可以控制上下层及中间层的密度，从而得到综合性能优异，特别是力学性能优异的泡沫材料，适于作为复合材料的结构芯材。本发明制得的聚芳醚酮发泡板材可以在-50～250℃下长期使用，而且发泡过程绿色环保，适用范围广，有利于实现工业化规模生产和应用。
实验结果表明，采用本发明提供的制备方法，结合二步超临界渗透的方法，可以实现夹心聚芳醚酮发泡板材的制备。而且可以得到各种形式的密度组合，通过控制超临界渗透的温度和时间，可以控制上下层及中间层的密度，从而得到综合性能优异的泡沫特别是力学性能。制得的发泡板材尺寸大，长宽达到100～1000mm、厚度达到10～100mm；泡孔直径为100～300μm；发泡倍率达到5～20倍，压缩强度能够达到3.4Mpa，拉伸强度能够达到3.6Mpa，弯曲强度能达到3.8Mpa，是一种综合性能优异的泡沫芯材。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种聚芳醚酮发泡板材及其制备方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
首先，将聚芳醚酮树脂在模具中220℃预热，在1Mpa的作用下，压实排气，时间10min，再升温到280℃，保持20min，保持面压力2mpa,然后在300℃，模压8Mpa.模压60min，最后经过冷却脱模，制成厚度3mm的原板。
然后在发泡模腔中，温度恒温在250℃，置换模腔内空气后，充入二氧化碳至超临界状态，控制压力在10MPa，保压渗透120min后，快速泄压到常压得到发泡胚板。
接着，将发泡胚板放入发泡摸具中，升温至T2，T2选择275℃，置换模腔内空气后，充入二氧化碳至超临界状态，控制压力在8MPa，保持30min。
最后，通过气动球阀卸压，将模腔内压力泄压至常压。通过调整气动球阀的通径大小，来控制泄压速率在20～50MPa/s之间。得到夹心聚芳醚酮发泡板材。
实施例2
首先，将聚芳醚酮树脂在模具中250℃预热，在0.5Mpa的作用下，压实排气，时间10min，再升温到280℃，保持30min，保持面压力5mpa,然后在320℃，模压8Mpa.模压50min，最后经过冷却脱模，制成厚度5mm的原板。
然后在发泡模腔中，温度恒温在260℃，置换模腔内空气后，充入二氧化碳至超临界状态，控制压力在12MPa，保压渗透150min后，快速泄压到常压得到发泡胚板。
接着，将发泡胚板放入发泡摸具中，升温至T2，T2选择280℃，置换模腔内空气后，充入二氧化碳至超临界状态，控制压力在10MPa，保持40min。
最后，通过气动球阀卸压，将模腔内压力泄压至常压。通过调整气动球阀的通径大小，来控制泄压速率在20～50MPa/s之间。得到夹心聚芳醚酮发泡板材。
实施例3
首先，将聚芳醚酮树脂在模具中250℃预热，在1.5Mpa的作用下，压实排气，时间10min，再升温到280℃，保持30min，保持面压力5mpa,然后在300℃，模压8Mpa.模压60min，最后经过冷却脱模，制成厚度5mm的原板。
然后在发泡模腔中，温度恒温在260℃，置换模腔内空气后，充入二氧化碳至超临界状态，控制压力在15MPa，保压渗透180min后，快速泄压到常压得到发泡胚板。
接着，将发泡胚板放入发泡摸具中，升温至T2，T2选择280℃，置换模腔内空气后，充入二氧化碳至超临界状态，控制压力在10MPa，保持90min。
最后，通过气动球阀卸压，将模腔内压力泄压至常压。通过调整气动球阀的通径大小，来控制泄压速率在20～50MPa/s之间。得到夹心聚芳醚酮发泡板材。
对本发明实施例制备的夹心聚芳醚酮发泡板材进行性能检测。
参见表1，表1为本发明制备的夹心聚芳醚酮发泡板材与市售PMI的性能检测结果比对。
表1
Figure BDA0003629775410000111
Figure BDA0003629775410000121
由表1可以看出本发明所提供的夹心聚芳醚酮发泡板材，具有较高的机械力学性能，同厚度板材，在密度相差不大时，能够与PMI相当，能够满足高温承载的结构芯材的使用要求。
以上对本发明提供的一种超临界夹心聚芳醚酮发泡板材及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种聚芳醚酮发泡板材，其特征在于，所述聚芳醚酮发泡板材包括中间发泡层和上下发泡层；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的密度；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的发泡倍率；
所述中间发泡层与上下发泡层具有不同的泡孔直径。
2.根据权利要求1所述的聚芳醚酮发泡板材，其特征在于，所述发泡板材整体的密度为50～200kg/m3；
所述中间发泡层的密度为100～200kg/m3；
所述上下发泡层的密度为50～100kg/m3；
所述泡孔为闭孔结构。
3.根据权利要求1所述的聚芳醚酮发泡板材，其特征在于，所述发泡板材整体的发泡倍率为5～20倍；
所述中间发泡层的发泡倍率为5～10倍；
所述上下发泡层的发泡倍率为10～20倍；
所述聚芳醚酮发泡板材为一体发泡材料。
4.根据权利要求1所述的聚芳醚酮发泡板材，其特征在于，所述发泡板材整体的泡孔直径为50～300μm；
所述中间发泡层的泡孔直径为50～200μm；
所述上下发泡层的泡孔直径为50～300μm；
所述聚芳醚酮发泡板材为单个聚芳醚酮树脂板材经发泡后得到；
所述发泡的方式包括超临界流体两次发泡。
5.根据权利要求1所述的聚芳醚酮发泡板材，其特征在于，所述聚芳醚酮发泡板材具有夹芯结构；
所述聚芳醚酮发泡板材的厚度为10～100mm；
所述聚芳醚酮板材的定向尺寸为100～1000mm；
所述聚芳醚酮发泡板材为非压合成型、非粘合成型和非多材料拼凑成型中的一种或多种的发泡板材；
所述聚芳醚酮发泡板材为用于结构芯材的结构泡沫板材。
6.一种聚芳醚酮发泡板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将聚芳醚酮板材置于模腔内，在第一温度下，充入超临界流体，达到平衡后，保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡胚板；
2)将上述步骤得到聚芳醚酮发泡胚板置于模腔，在第二温度下，再次充入超临界流体，达到平衡后，再次保压渗透，然后泄压发泡，得到聚芳醚酮发泡板材。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚芳醚酮板材由聚芳醚酮树脂经过高温硫化机模压成型后得到；
所述聚芳醚酮树脂的粘度为0.3～1.2dl/g；
所述聚芳醚酮树脂的玻璃化转变温度为230～280℃；
所述模压成型工艺包括以下步骤：
220～250℃预热，在0.5-2Mpa的作用下，压实排气，时间10～15min，升温到260～280℃，保持20～30min，保持面压力2～5mpa，然后在300～320℃，模压5～8Mpa的条件下，模压30～60min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚芳醚酮板材的厚度为3～10mm；
所述超临界流体包括超临界N2和/或超临界CO2；
所述超临界流体的压力为7～20MPa；
所述第二温度高于第一温度。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度为250～260℃；
所述第二温度为270～280℃；
所述保压渗透的浸渍时间为120～180min；
所述保压渗透的压力为10～20Mpa。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述再次保压渗透的浸渍时间为30～90min；
所述再次保压渗透的压力为7～10Mpa；
所述泄压后的压力为常压；
所述泄压速率为10～100MPa/s。
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