[发明专利]一种无卤阻燃PET共混发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃PET共混发泡材料及其制备方法。该无卤阻燃PET共混发泡材料由无卤阻燃PET共混组合物经发泡制成，无卤阻燃PET共混组合物按重量计由以下原料形成：聚对苯二甲酸乙二醇酯50‑85份、双酚A型聚碳酸酯5‑30份、含磷共聚酯10‑30份、扩链剂0.3‑2份、抗氧剂0.1‑0.5份、泡孔成核剂0.5‑2份、纳米填料0.5‑5份，抗滴落剂0.2‑0.5份，其中，双酚A型聚碳酸酯的熔融指数在3g/10min～20g/10min之间，本发明的无卤阻燃PET共混发泡材料具有良好的阻燃性能，同时具有好的力学性能和熔体强度可以满足发泡工艺需求，且对环境和人体危害性小。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无卤阻燃PET共混发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种性能优良的工程塑料，PET发泡材料具有优异的力学性能，如抗疲劳性、抗压强度、剪切强度、拉伸强度等；且耐高温，环境友好可回收等，被广泛应用于风机叶片、高铁船舶、轨道交通、汽车工业、建筑保温、航空航天等领域。常规商业应用PET树脂的相对分子量偏低，分子结构呈线性，因此熔体强度和熔体黏弹性较差，使用这类商用PET难以获得高倍率的泡沫制品，此外，由于常规PET易燃的特性，极限氧指数仅21，且燃烧时极易发生滴落，容易造成二次燃烧。限制了其在汽车工业、建筑、高铁、船舶、航空等领域的应用。为了拓宽PET及其发泡材料的应用领域，需要同时提高PET的熔体黏弹性和阻燃性能。

目前市场上的阻燃剂主要有卤系阻燃剂和磷系阻燃剂。卤系阻燃剂的阻燃性能稳定，阻燃效率高，但是由于燃烧产物的毒害性使得其正在被逐步限制使用。而磷系阻燃剂通过提高材料的成炭性能也拥有较好的阻燃性能，其在市场上的份额正在逐步增加。

中国发明专利申请CN113512227公开了一种高阻燃PET发泡材料及其制备方法，该方法将对苯二甲酸、乙二醇、有机化层状硅酸盐和酯化反应的催化剂加入反应釜中制得PET复合材料，再将PET复合材料、聚磷腈衍生物、扩链剂和缩聚反应的催化剂在反应挤出机中共混得到PET复合发泡专用料，再将PET复合发泡专用料在单螺杆挤出机中挤出发泡。该制备方法为了获得更好的阻燃性能，需要自行通过PET预聚物聚合得到PET原料，过程复杂，成本高，且不易进行工业化；为了有机化层状硅酸盐在PET复合材料中呈剥离态，得到的PET复合材料特性黏度过大，大于1.7dL/g，最终获得的发泡制品的密度较大，大于0.12g/cm³。

美国专利US6444717B1公开了一种采用含溴化合物与PET共混制备阻燃PET发泡制品的方法，该方法需要采用溴含量超过50％的芳香族含溴化合物，减小了含溴化合物的添加量，从而减小阻燃剂对PET特性粘度的影响。含溴化合物包括四溴邻苯二甲酰亚胺、十溴二苯醚等卤素化合物，卤素化合物在燃烧过程中易产生大量有害物质，不仅破坏环境，还有可能致癌，目前世界上正在逐步限制其作为阻燃剂的使用。

WIPO专利WO2017/070276A1公开了一种轻质阻燃热塑性结构材料及其制备方法，该材料使用聚碳酸酯等无定形热塑性材料经发泡工艺来减轻质量，聚碳酸酯在发泡后依旧具有较高的刚性和力学性能，阻燃性能也较好，但由于分子链的刚性大，其发泡性能较差，该方法制作出的结构材料的密度最低也仅能达到0.75g/cm³。

中国发明专利申请CN104710735A公开了一种磷系无卤阻燃PC/PET合金，该合金将PC 50％-75％，PET 5％-30％、磷系无卤阻燃剂5％-10％、相容剂2％-4％、抗滴落剂0.1％-0.5％、耐水解剂0.5％-1％、抗氧剂0.1％-0.5％、润滑剂0.5％-1％共混获得高阻燃性的PC/PET共混材料，由于PC含量超过50％，该合金PC为连续相，高温时熔体刚性大，不易获得发泡材料。