一种芳香族聚酯微孔发泡材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种芳香族聚酯发泡材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 泡沫塑料是以塑料为基体，其中填充有大量气泡的复合材料，因而具有质量轻、节 省物料、比强度高、热导率低、隔热隔音性能优良、能吸收冲击载荷等优异性能，故而广泛用 作包装、隔热、防冻保温、缓冲防振、消音材料，在建筑、运输、日常生活用品、包装以及航天、 航海、国防等领域得到了非常广泛的应用。传统的如聚氨酯泡沫（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 备过程中会释放出异氰酸酯等对人体有害的残留物，而且发泡后的聚氨酯存在难以回收的 问题。聚苯乙烯泡沫塑料由于其耐温性较低，使用领域受到一定限制。聚乙烯泡沫塑料力 学性能差以及耐热性不高的缺点等。因此，人们一直致力于开发高性能的泡沫塑料以拓宽 发泡材料的应用领域，满足社会和科技发展中日益增加的对材料性能的要求。
[0003] 芳香族聚酯具有优异的耐热性和力学性能，相比于传统的泡沫塑料，具有高温下 尺寸稳定性好、优异的机械性能和抗疲劳性、低烟、阻燃、无毒、低吸水率、良好的气体阻隔 性以及可回收再利用等优点，在电子工业、缓冲包装、建筑材料、交通运输、风力发电等领域 具有广泛应用前景。
[0004] 中国发明专利申请CN201280042030. 8公开了一种模内发泡成型用芳香族聚酯系 树脂发泡颗粒及其制备方法，该发明公开的发泡颗粒通过挤出方法将发泡剂与聚酯熔体混 合均匀后，经口模挤出发泡并冷却切粒得到，可采用模内成型方法二次发泡成型制品，该可 发泡颗粒的体密度为0. 05-0. 7g/cm3,结晶度低于15%。为了提高可发泡颗粒的闭孔率，采 用特性粘度为〇. 8-1. 1的芳香族聚酯，并添加0. 01-5重量份的交联剂以提高聚酯树脂的分 子量，使其Z均分子量高于2X105。该发明公开的技术方案为了能更好地进行二次发泡，控 制可发泡颗粒的结晶度较低（低于15% )，发泡制品的耐热性降低，不能充分发挥芳香族聚 醋的性能。
[0005] 美国专利US5679295A公开了一种采用复合发泡剂挤出制备PET发泡制品的方法， 该方法采用特性粘度大于0. 8dl/g的PET树脂，至少50mol%的庚烷、辛烷或环戊烷和丁 烷、四氟乙烷、C02等作为复合发泡剂，调节发泡剂在发泡温度下在PET中的溶解压力低于 4. 5MPa，在PET的玻璃化转变温度时，溶解压力低于0.IMPa。该发明公开的技术方案采用多 组分发泡剂，工艺复杂，且发泡时控制压力比较低，得到发泡制品的孔径较大，材料的韧性 和导热性能降低。
[0006] 中国发明专利申请CN102504498A公开了一种发泡PET片材及制备方法，该发泡片 材由PET树脂100重量份，成核剂0. 1-10重量份，泡孔稳定剂0. 1-10重量份，复合发泡剂 1. 5-1. 8重量份组成，经挤出机混合后，挤出发泡成型。该专利公开的技术方案采用化学发 泡剂作为辅助发泡剂，化学发泡剂分解产生的小分子易造成聚酯热降解，增加了工艺复杂 性，制品性能较低，得到发泡片材的表观密度大。
[0007] 中国发明专利申请CN101544812公开了一种发泡CPET片材及其制备方法，该片材 由PET100重量份，加入0. 1-40重量份的发泡助剂、0. 1-5重量份的发泡剂混合均匀，挤出发 泡成型。所述发泡助剂由〇. 1-30重量份乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共 聚物组成或核壳结构的丙烯酸酯类物质、0. 1-10重量份高活性多官能团物质、0. 3-10重量 份结晶成核剂和10-100重量份载体树脂均匀混合制备得到。
[0008] 在现有技术中，为了克服芳香族聚酯熔体粘度低难以维持泡孔结构，容易造成泡 孔塌陷以及合并等缺点，通过添加交联剂提高PET的粘度，但该技术容易造成形成交联结 构，且有交联剂残余对制品的回收利用不利。另一方面，芳香族聚酯结晶速率较慢，发泡制 品难以定型，且很难得到微孔PET发泡制品。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种芳香族聚酯微孔发泡材 料及其制备方法，其具有发泡温区宽，工艺控制容易、生产成本低，制品具有优异的耐热性 和力学性能的特点。
[0010] 为了实现本发明的目的，本发明提供了如下技术方案：
[0011] 本发明提供一种芳香族聚酯微孔发泡材料，由芳香族聚酯组合物经发泡工艺制 备，该芳香族聚酯组合物包括芳香族聚酯100重量份，山梨醇苄叉衍生物0. 5-5重量份，抗 氧剂0. 1-0. 3重量份，扩链剂0-2重量份，泡孔成核剂0-2重量份。该芳香族聚酯微孔发泡 材料的表观密度为〇. 05-0. 50g/cm3,闭孔率不小于80%。
[0012] 根据本发明的一种芳香族聚酯微孔发泡材料的制备方法的一个实施方式，其包 括：（1)将芳香族聚酯100重量份，山梨醇苄叉衍生物〇. 5-5重量份，抗氧剂0. 1-0. 3重量 份，扩链剂0-2重量份，泡孔成核剂0-2重量份，按比例混合成芳香族聚酯组合物后加入挤 出机中；（2)向所述挤出机中注入物理发泡剂，所述物理发泡剂的注入量为所述芳香族聚 酯组合物总重量的0. 1-10%，在所述挤出机内混合均匀；（3)将含有所述物理发泡剂的所 述芳香族聚酯组合物熔体冷却到220-250°C，口模压力大于3MPa，经口模发泡定型得到芳 香族聚酯微孔发泡材料。
[0013] 根据本发明的一种芳香族聚酯微孔发泡材料的制备方法的另一个实施方式，其包 括：（1)将芳香族聚酯100重量份，山梨醇苄叉衍生物0. 5-5重量份，抗氧剂0. 1-0. 3重量 份，扩链剂0-2重量份，泡孔成核剂0-2重量份，化学发泡剂0. 1-5重量份，按比例混合后加 入挤出机中，在加热及螺杆剪切塑化作用下使其熔融，所述化学发泡剂分解放出挥发性气 体，在所述挤出机内混合均匀；(2)含有所述化学发泡剂的芳香族聚酯熔体混合物通过口 模挤出并经冷却定型后得到芳香族聚酯微孔发泡材料。
[0014] 根据本发明的一种芳香族聚酯微孔发泡材料的制备方法的再一个实施方式，包括 (1)将芳香族聚酯100重量份，山梨醇苄叉衍生物0. 5-5重量份，抗氧剂0. 1-0. 3重量份，扩 链剂0-2重量份，泡孔成核剂0-2重量份，按比例混合后加入注塑机中，在加热及螺杆剪切 塑化作用下使其熔融；（2)将物理发泡剂送入所述注塑机内的芳香族聚酯聚合物熔体中， 所述物理发泡剂的加入量为芳香族聚酯组合物总重量的〇. 1-1%，在注塑机内混合均匀； (3)将含有所述物理发泡剂的芳香族聚酯熔体混合物通过注射喷嘴注入模具中经冷却定型 后得到芳香族聚酯微孔发泡材料。
[0015] 根据本发明的一种芳香族聚酯微孔发泡材料的制备方法的再一个实施方式，包 括：