[发明专利]一种聚酯类珠粒发泡材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚酯合成加工技术领域，针对现有技术的发泡珠粒制备过程难以控制及发泡倍率低的问题，公开了一种聚酯类珠粒发泡材料及其制备方法，包括：将40‑80份环状单体、10‑50份线型单体、5‑40份支链型单体与0.01‑0.50份催化剂、0.01‑2份助剂加入预热的聚合反应釜中，加压并升温进行酯化反应，直至出水结束；抽真空并升温进行预缩聚反应，真空度到达100Pa进行终缩聚，得到聚酯切片；将聚酯切片置于发泡釜内，充入发泡剂并预热至超临界状态，制得发泡珠粒。本发明的泡沫珠粒发泡倍率可控，性能可控，通过改变配方中单体种类及配比，可改变产品的热性能及熔体强度，从而实现控制泡沫珠粒的发泡倍率与性能。

技术领域

本发明涉及聚酯合成加工技术领域，尤其涉及一种聚酯类珠粒发泡材料及其制备方法。

背景技术

由聚合物加工而成的泡沫产品在日常生活中随处可见，以聚苯乙烯、聚氨酯、聚烯烃泡沫应用最为广泛，加工技术已十分成熟。泡沫产品形态包括板材、片材、薄膜、珠粒等，其中，热塑性珠粒泡沫一般是通过发泡剂浸渍胀大的物理过程进行发泡，随后在加热条件下根据模具形状成型，加工灵活方便。膨胀型聚苯乙烯泡沫是最常用的泡沫珠粒，具有质量轻、弹性好、易加工、价格低廉等优势，广泛应用于包装行业，但其机械性能较差，抗冲击能力弱，且对环境造成污染。聚丙烯泡沫珠粒可用于制作汽车保险扛等配件，但其耐高温性能不足，生产成本较高，无法回收利用。

与上述材料相比，芳香族聚酯的分子链刚性较强，结晶较快，熔体强度低，不适用于直接发泡。目前，聚酯发泡的方法以挤出发泡为主，并且需要提高其熔体强度之后才能实现。产品从机头挤出后自然冷却，辊压成型为板材、片材，产品力学性能好。聚酯泡沫目前主要用作风电、轨道交通等领域的结构芯材。聚酯发泡珠粒在市场上比较少见，其尺寸稳定性好，耐热性好，但其加工过程技术要求高，模塑成型的加工温度高，能耗大，且泡沫密度较高，因此，尚未实现广泛生产和应用。

专利CN1333799A提出了一种结晶性聚酯类预发泡粒子及其模压发泡体的制备方法，该方法解决了常规PET粒子结晶速度快热焊接性能差的问题，具体方法是在聚酯合成过程中加入0.5-10％的间苯二甲酸与环己烷二甲醇中的一种或两种，降低其结晶速率。将回收瓶片聚酯与上述改性聚酯在挤出过程中共混并加入发泡剂，制备结晶度低、结晶温度在130-180℃范围内的预发泡粒子，该预发泡粒子可在130℃及以上的加工温度下模压成型。在模压过程中加入发泡剂可对预发泡粒子进行二次发泡，制备堆积密度0.1g/cm³以下的泡沫产品。该方法的缺点在于保留了聚酯的结晶性能，使用了挤出发泡作为主要发泡步骤，与现有方法类似，加工温度在270℃以上，能耗较高。此外，制备高发泡倍率产品需要挤出发泡与模压发泡两次发泡过程，且所述最低泡沫密度0.04g/cm³为堆积密度，实际密度大于该水平。

专利CN109705542A发明了一种阻燃聚酯组合物及其发泡珠粒，将聚酯与所选尼龙、聚碳酸酯、弹性体等其他树脂及阻燃剂熔融混炼并造粒，得到发泡料，随后在其熔点温度以下0.05-50℃，优选150-200℃温度进行超临界釜压发泡得到泡沫珠粒，可通过模塑成型制成具有阻燃性能的发泡板材。该方法同样需要一步挤出改性再进行发泡，加工过程能耗较大成本较高，且发泡倍率有限。

发明内容

本发明是为了克服现有聚酯发泡珠粒制备过程温度较高及发泡倍率低的问题，提供一种聚酯类珠粒发泡材料及其制备方法，使用本方法合成聚酯发泡原料并直接用于釜压发泡，无需挤出改性，发泡倍率高，发泡温度低，大大降低生产能耗。本发明采用的合成方法是破坏芳香族聚酯的结晶性，形成完全无规结构，同时提高产品韧性和强度，使其满足高发泡倍率的需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚酯类珠粒发泡材料，按质量份计包含如下组分：

环状单体40-80份；

线型单体10-50份；

支链型单体5-40份；