一種芳香族聚酯微孔發泡材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種芳香族聚酯發泡材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 泡沫塑料是以塑料為基體，其中填充有大量氣泡的復合材料，因而具有質量輕、節 省物料、比強度高、熱導率低、隔熱隔音性能優良、能吸收沖擊載荷等優異性能，故而廣泛用 作包裝、隔熱、防凍保溫、緩沖防振、消音材料，在建筑、運輸、日常生活用品、包裝以及航天、 航海、國防等領域得到了非常廣泛的應用。傳統的如聚氨酯泡沫（PU)，聚乙烯泡沫（PE)以 及聚苯乙烯泡沫（PS)等，由于材料本身及加工方法上均有一定的不足，如聚氨酯泡沫在制 備過程中會釋放出異氰酸酯等對人體有害的殘留物，而且發泡后的聚氨酯存在難以回收的 問題。聚苯乙烯泡沫塑料由于其耐溫性較低，使用領域受到一定限制。聚乙烯泡沫塑料力 學性能差以及耐熱性不高的缺點等。因此，人們一直致力于開發高性能的泡沫塑料以拓寬 發泡材料的應用領域，滿足社會和科技發展中日益增加的對材料性能的要求。
[0003] 芳香族聚酯具有優異的耐熱性和力學性能，相比于傳統的泡沫塑料，具有高溫下 尺寸穩定性好、優異的機械性能和抗疲勞性、低煙、阻燃、無毒、低吸水率、良好的氣體阻隔 性以及可回收再利用等優點，在電子工業、緩沖包裝、建筑材料、交通運輸、風力發電等領域 具有廣泛應用前景。
[0004] 中國發明專利申請CN201280042030. 8公開了一種模內發泡成型用芳香族聚酯系 樹脂發泡顆粒及其制備方法，該發明公開的發泡顆粒通過擠出方法將發泡劑與聚酯熔體混 合均勻后，經口模擠出發泡并冷卻切粒得到，可采用模內成型方法二次發泡成型制品，該可 發泡顆粒的體密度為0. 05-0. 7g/cm3,結晶度低于15%。為了提高可發泡顆粒的閉孔率，采 用特性粘度為〇. 8-1. 1的芳香族聚酯，并添加0. 01-5重量份的交聯劑以提高聚酯樹脂的分 子量，使其Z均分子量高于2X105。該發明公開的技術方案為了能更好地進行二次發泡，控 制可發泡顆粒的結晶度較低（低于15% )，發泡制品的耐熱性降低，不能充分發揮芳香族聚 醋的性能。
[0005] 美國專利US5679295A公開了一種采用復合發泡劑擠出制備PET發泡制品的方法， 該方法采用特性粘度大于0. 8dl/g的PET樹脂，至少50mol%的庚烷、辛烷或環戊烷和丁 烷、四氟乙烷、C02等作為復合發泡劑，調節發泡劑在發泡溫度下在PET中的溶解壓力低于 4. 5MPa，在PET的玻璃化轉變溫度時，溶解壓力低于0.IMPa。該發明公開的技術方案采用多 組分發泡劑，工藝復雜，且發泡時控制壓力比較低，得到發泡制品的孔徑較大，材料的韌性 和導熱性能降低。
[0006] 中國發明專利申請CN102504498A公開了一種發泡PET片材及制備方法，該發泡片 材由PET樹脂100重量份，成核劑0. 1-10重量份，泡孔穩定劑0. 1-10重量份，復合發泡劑 1. 5-1. 8重量份組成，經擠出機混合后，擠出發泡成型。該專利公開的技術方案采用化學發 泡劑作為輔助發泡劑，化學發泡劑分解產生的小分子易造成聚酯熱降解，增加了工藝復雜 性，制品性能較低，得到發泡片材的表觀密度大。
[0007] 中國發明專利申請CN101544812公開了一種發泡CPET片材及其制備方法，該片材 由PET100重量份，加入0. 1-40重量份的發泡助劑、0. 1-5重量份的發泡劑混合均勻，擠出發 泡成型。所述發泡助劑由〇. 1-30重量份乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共 聚物組成或核殼結構的丙烯酸酯類物質、0. 1-10重量份高活性多官能團物質、0. 3-10重量 份結晶成核劑和10-100重量份載體樹脂均勻混合制備得到。
[0008] 在現有技術中，為了克服芳香族聚酯熔體粘度低難以維持泡孔結構，容易造成泡 孔塌陷以及合并等缺點，通過添加交聯劑提高PET的粘度，但該技術容易造成形成交聯結 構，且有交聯劑殘余對制品的回收利用不利。另一方面，芳香族聚酯結晶速率較慢，發泡制 品難以定型，且很難得到微孔PET發泡制品。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的在于克服上述現有技術中的缺點，提供一種芳香族聚酯微孔發泡材 料及其制備方法，其具有發泡溫區寬，工藝控制容易、生產成本低，制品具有優異的耐熱性 和力學性能的特點。
[0010] 為了實現本發明的目的，本發明提供了如下技術方案：
[0011] 本發明提供一種芳香族聚酯微孔發泡材料，由芳香族聚酯組合物經發泡工藝制 備，該芳香族聚酯組合物包括芳香族聚酯100重量份，山梨醇芐叉衍生物0. 5-5重量份，抗 氧劑0. 1-0. 3重量份，擴鏈劑0-2重量份，泡孔成核劑0-2重量份。該芳香族聚酯微孔發泡 材料的表觀密度為〇. 05-0. 50g/cm3,閉孔率不小于80%。
[0012] 根據本發明的一種芳香族聚酯微孔發泡材料的制備方法的一個實施方式，其包 括：（1)將芳香族聚酯100重量份，山梨醇芐叉衍生物〇. 5-5重量份，抗氧劑0. 1-0. 3重量 份，擴鏈劑0-2重量份，泡孔成核劑0-2重量份，按比例混合成芳香族聚酯組合物后加入擠 出機中；（2)向所述擠出機中注入物理發泡劑，所述物理發泡劑的注入量為所述芳香族聚 酯組合物總重量的0. 1-10%，在所述擠出機內混合均勻；（3)將含有所述物理發泡劑的所 述芳香族聚酯組合物熔體冷卻到220-250°C，口模壓力大于3MPa，經口模發泡定型得到芳 香族聚酯微孔發泡材料。
[0013] 根據本發明的一種芳香族聚酯微孔發泡材料的制備方法的另一個實施方式，其包 括：（1)將芳香族聚酯100重量份，山梨醇芐叉衍生物0. 5-5重量份，抗氧劑0. 1-0. 3重量 份，擴鏈劑0-2重量份，泡孔成核劑0-2重量份，化學發泡劑0. 1-5重量份，按比例混合后加 入擠出機中，在加熱及螺桿剪切塑化作用下使其熔融，所述化學發泡劑分解放出揮發性氣 體，在所述擠出機內混合均勻；(2)含有所述化學發泡劑的芳香族聚酯熔體混合物通過口 模擠出并經冷卻定型后得到芳香族聚酯微孔發泡材料。
[0014] 根據本發明的一種芳香族聚酯微孔發泡材料的制備方法的再一個實施方式，包括 (1)將芳香族聚酯100重量份，山梨醇芐叉衍生物0. 5-5重量份，抗氧劑0. 1-0. 3重量份，擴 鏈劑0-2重量份，泡孔成核劑0-2重量份，按比例混合后加入注塑機中，在加熱及螺桿剪切 塑化作用下使其熔融；（2)將物理發泡劑送入所述注塑機內的芳香族聚酯聚合物熔體中， 所述物理發泡劑的加入量為芳香族聚酯組合物總重量的〇. 1-1%，在注塑機內混合均勻； (3)將含有所述物理發泡劑的芳香族聚酯熔體混合物通過注射噴嘴注入模具中經冷卻定型 后得到芳香族聚酯微孔發泡材料。
[0015] 根據本發明的一種芳香族聚酯微孔發泡材料的制備方法的再一個實施方式，包 括：