一种PPS发泡材料及其制备方法与流程

文档序号:15037946发布日期:2018-07-27 20:43阅读:1614来源:国知局

本发明属于高分子材料技术领域,特别是指一种pps发泡材料及其制备方法。



背景技术:

聚对苯二甲酸乙二酯(pps)是一种重要的发泡材料,广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。pps发泡材料具有质轻、无毒、无臭,吸水性好等优点。

但是现有技术的pps发泡材料的韧性及耐老化性能并不高,这导致对pps发泡材料应用范围的影响,为了提高pps发泡材料的韧性及耐老化性能,本领域研究人员进行了大量的研究,申请人通过多年本领域的生产,得到一种韧性和耐老化性能优异的pps发泡材料,对于扩展pps发泡材料的应用具有非常重要的现实意义。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种pps发泡材料及其制备方法,以解决现有技术的pps发泡材料的韧性及耐老化性能不高的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种pps发泡材料,按重量份由以下组分组成:

所述发泡剂为超临界二氧化碳。

所述改性云母粉的粒径为5000目-10000目。

所述改性云母粉是经过碳酸酯偶联剂ac-201处理后的改性云母粉。

所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。

所述抗uv剂为uv770或uv531。

上述任一种pps发泡材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)称取60份-80份的pps、10份-20份超临界二氧化碳、20份-30份改性云母粉、0.1份-0.5份抗氧剂及0.1份-0.3份抗uv剂;

(2)将pps、改性云母粉、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出得到粒料;

(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中,通入10份-20份超临界二氧化碳,加热至280-300℃使其为熔融状态,调节压力在18-20mpa,反应2-4h,降压至12-14mpa,保持1-2h,再降温降压至常温常压,得到pps发泡材料。

所述步骤(2)中的双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度240~260℃,二区温度280~300℃,三区温度280~300℃,四区温度280~300℃,五区温度280~300℃,六区温度280~300℃,机头温度280~300℃,螺杆转速200~280r/min。

本发明的有益效果有:

1、本申请在pps中加入改性云母粉,可以提高pps材料的微孔密度。

2、本申请采用二次降压技术,制成具有双峰泡孔结构的pps发泡料,具体机理如下:第一次降压过程引起过饱和状态并诱导第一次泡孔成核,半径大于临界半径的气泡核继续生长增大,而半径小于临界半径的气泡核则缩小并消失。在第二次降压过程中,围绕在泡孔周围的未发泡区域发生第二次泡孔成核,故本发明中的pps微孔材料中形成了双峰泡孔结构。

3、本申请制备的发泡pps材料由于有双峰泡孔的存在,相比普通发泡料pps,它具有更小的泡孔尺寸,引起的应力集中也更小,使发泡pps材料具有更高的韧性。

4、抗uv剂的加入提升了发泡pps材料的耐老化性能。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本发明各实施例中所用的原料如下:

pps(型号1150a),日本宝理;超临界二氧化碳,哈尔滨艾森生物科技;云母粉,石家庄马跃云母粉厂;抗uv剂(型号uv770、uv531),德国巴斯夫;抗氧剂(型号irganox168、irganox1010、irganox1330),瑞士汽巴精化。

本发明所用的测试仪器如下:

zsk30型双螺杆挤出机,德国w&p公司;jl-1000型拉力试验机,广州市广才实验仪器公司生产;htl900-t-5b型注射成型机,海太塑料机械有限公司生产;xcj-500型冲击测试机,承德试验机厂生产;qt-1196型拉伸测试仪,东莞市高泰检测仪器有限公司;qd-gjs-b12k型高速搅拌机,北京恒奥德仪器仪表有限公司;101a-1型数显电热烘箱,上海圣欣科学仪器有限公司。

本申请提供一种pps发泡材料,按重量份由以下组分组成:

所述发泡剂为超临界二氧化碳。

所述改性云母粉的粒径为5000目-10000目,优选为,所述改性云母粉是经过碳酸酯偶联剂ac-201处理后的改性云母粉。

所述的抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称irganox1010)或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称irganox1330)中的一种或几种的混合。

所述抗uv剂为uv770或uv531。

本申请还提供pps发泡材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)称取60份-80份的pps、10份-20份超临界二氧化碳、20份-30份改性云母粉、0.1份-0.5份抗氧剂及0.1份-0.3份抗uv剂;

(2)将pps、改性云母粉、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出得到粒料;

(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中,通入10份-20份超临界二氧化碳,加热至280-300℃使其为熔融状态,调节压力在18-20mpa,反应2-4h,降压至12-14mpa,保持1-2h,再降温降压至常温常压,得到pps发泡材料。

所述步骤(2)中的双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度240~260℃,二区温度280~300℃,三区温度280~300℃,四区温度280~300℃,五区温度280~300℃,六区温度280~300℃,机头温度280~300℃,螺杆转速200~280r/min。

实施例1

(1)称取60份的pps、10份超临界二氧化碳、20份改性云母粉、0.1份irganox168、0.1份uv531。

(2)将pps、改性云母粉、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出造粒。

(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中,通入10份超临界二氧化碳,加热至280℃使其为熔融状态,调节压力在18mpa,反应2h,降压至12mpa,保持1h,再降温降压至常温常压,得pps发泡材料p1。

其中步骤(2)中的双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为;一区温度240℃,二区温度280℃,三区温度280℃,四区温度280℃,五区温度280℃,六区温度280℃,机头温度280℃,螺杆转速200r/min。

实施例2

(1)称取80份的pps、20份超临界二氧化碳、30份改性云母粉、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份irganox168、0.3份uv770;

(2)将pps、改性云母粉、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出造粒。

(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中,通入20份超临界二氧化碳,加热至300℃使其为熔融状态,调节压力在20mpa,反应4h,降压至14mpa,保持2h,再降温降压至常温常压,得pps发泡材料p2。

其中步骤(2)中的双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为;一区温度260℃,二区温度300℃,三区温度300℃,四区温度300℃,五区温度300℃,六区温度300℃,机头温度300℃,螺杆转速280r/min。

实施例3

(1)称取70份的pps、15份超临界二氧化碳、25份改性云母粉、0.2份irganox1010、0.1份irganox1330、0.2份uv770;

(2)将pps、改性云母粉、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出造粒。

(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中,通入15份超临界二氧化碳,加热至290℃使其为熔融状态,调节压力在19mpa,反应3h,降压至13mpa,保持1.5h,再降温降压至常温常压,得pps发泡材料p3。

其中步骤(2)中的双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为;一区温度250℃,二区温度290℃,三区温度290℃,四区温度290℃,五区温度290℃,六区温度290℃,机头温度290℃,螺杆转速240r/min。

实施例4

(1)称取75份的pps、18份超临界二氧化碳、28份改性云母粉、0.2份irganox1010、0.1份irganox1330、0.1份uv531;

(2)将pps、改性云母粉、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出造粒。

(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中,通入12份超临界二氧化碳,加热至280℃使其为熔融状态,调节压力在20mpa,反应2h,降压至12mpa,保持1h,再降温降压至常温常压,得pps发泡材料p4。

其中步骤(2)中的双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为;一区温度245℃,二区温度285℃,三区温度285℃,四区温度285℃,五区温度285℃,六区温度285℃,机头温度285℃,螺杆转速245r/min。

实施例5

(1)称取65份的pps、17份超临界二氧化碳、24份改性云母粉、0.3份irganox1010、0.1份irganox1330、0.2份uv770;

(2)将pps、改性云母粉、抗氧剂、抗uv剂投入双螺杆挤出机挤出造粒。

(3)将步骤(2)中得到的粒料均匀布于密闭刚性模具中,通入10份超临界二氧化碳,加热至290℃使其为熔融状态,调节压力在20mpa,反应3h,降压至12mpa,保持1h,再降温降压至常温常压,得pps发泡材料p5。

其中步骤(2)中的双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为;一区温度245℃,二区温度285℃,三区温度285℃,四区温度285℃,五区温度285℃,六区温度285℃,机头温度285℃,螺杆转速240r/min。

对比例1

(1)称取70份pps、12份发泡剂ac、0.3份irganox1010、0.1份irganox1330混合并搅拌均匀,得到混合料;

(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到pps可发泡粒料d1。

(3)将d1均匀布于密闭刚性模具中,在10mpa,80℃环境下反应4h,取出并冷却固化得到pps发泡成品。

优选地,所述步骤(2)中的双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度245℃,二区温度285℃,三区温度285℃,四区温度285℃,五区温度285℃,六区温度285℃,机头温度285℃,螺杆转速240r/min。

性能测试:

将上述实施例1-5及对比例1制备的pps发泡料用注塑机制成样条测试,测试数据如下表:

注:1000h老化试验参照的标准为gb/t1843-2008。

从上表可以看出,从表中还可以看出实施例1-5的韧性和耐老化性能都要好于对比例1。对于扩展pps发泡料的应用领域,具有非常重要的意义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形,本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

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