一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品，该聚碳酸酯微发泡制品内部微孔密度为2.79*10

【技术实现步骤摘要】
一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品及其加工方法
本专利技术涉及一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品，本专利技术还涉及上述利用普通注射成型机加工制备聚碳酸酯微发泡制品的方法，属于聚合物材料的制备

技术介绍
近年来，因隔音、减震、隔热、节约原料等优点，聚合物发泡制品在包装、建筑、汽车工业、航天航空以及运动器材等行业中被广泛应用，其中聚合物发泡注射制品因生产适应性强、效率高、易于自动化操作、制品收缩翘曲量少等特点越来越受到重视。通常，发泡制品内部的泡孔是由塑料原料在成型过程中产生或外加某些气体而形成的。按照泡孔形成及发泡剂类型的不同，可包括化学发泡、物理发泡及机械混合发泡等，按发泡制品的加工方法来看，也主要有间歇式、连续挤出法和注射成型法，这几类方法各具优缺点，因而均有不同程度的应用。聚碳酸酯通常被视为一种工程塑料，由于其诸多性能优势被广泛应用于现代工农业生产之中。随着对聚碳酸酯应用开发的深入研究，聚碳酸酯开始向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，目前市场上已经形成了汽车、光盘、箱体、办公设备、包装、医药、照明、薄膜等多种聚碳酸酯产品。正是因为聚碳酸酯的应用广泛及其制品重要的工业商业价值，其微发泡制品也层出不穷，同时，针对聚碳酸酯的(微)发泡问题，已经有较多的专利技术专利关注，新的方法也不断涌现。发泡制品的力学性能通常存在较大差异，这种差异很大程度上是受泡孔尺寸、密度、分布及形态等结构参量的影响，对于微发泡制品来说，追求泡孔尺寸小和密度高是十分重要的。但是，聚碳酸酯是一类对温度很为敏感的材料，它的熔体黏度受温度的影响很大，然而，对于注射及挤出成型加工来说，为了保证材料的顺利成型，往往需要将其温度设置远高于熔点，这就造成在常规的加工条件下熔体粘度急剧变小，气体极易逃逸，在这样的情形下想减少聚碳酸酯泡孔尺寸以及增加其泡孔数量仍然显得较为困难及复杂。因此一种有利于有效提高聚碳酸酯发泡制品微孔密度的方法的开发很有必要。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品，该发泡制品具有高的微孔密度和小的微孔尺寸，从而使发泡制品具有密度小、质量轻的优点，并且发泡制品还具有良好的力学性能。本专利技术还要解决的技术问题是提供上述利用普通注射成型机加工制备聚碳酸酯微发泡制品的方法，该方法在普通注射机中即可生产出具有高的微孔密度和小的微孔尺寸的聚碳酸酯微发泡制品，具有生产成本低，生产效率高的优点。
技术实现思路
：为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品，所述聚碳酸酯微发泡制品内部微孔密度为2.79*106～9.67*106cells/cm3；微孔平均尺寸为48～74μm。上述利用普通注射成型机加工制备聚碳酸酯微发泡制品的方法，通过将一定量的化学发泡母料、增强改性物料PEN加入到聚碳酸酯中形成共混物料，然后将共混物料置于注射成型机中通过化学发泡注射而制得。其中，所述化学发泡母料由如下质量份数的组分：ABS基体30～50份、化学发泡剂6～18份、发泡助剂0.036～0.052份、兼容剂10～50份、纳米颗粒5～50份、增韧改性物料5～20份、光稳定性1～5份、抗氧剂1～5份以及偶联剂1～5份通过塑料挤出机熔融造粒而制得。其中，所述兼容剂为ABS-g-MAH；增韧改性物料为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(E-MA-GMA)中的一种；纳米颗粒为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；偶联剂为道康宁KH550；发泡剂为耐高温的偶氮二甲酰胺与三肼基均三嗪按质量比为2：1的复合物，发泡助剂为氧化锌；氧化锌的用量为偶氮二甲酰胺质量的0.9％～1.3％，该混合物在氧化锌的诱导作用下可以很好的起到携同效应，同时，调节发泡温度与聚碳酸酯的成型加工温度相适应。上述利用化学发泡母料制备聚碳酸酯微发泡制品的方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备化学发泡母料：将配方量的ABS、兼容剂、纳米颗粒、增韧改性物料、化学发泡剂、发泡助剂、光稳定性以及抗氧剂充分混合后再加入配方量的偶联剂，将得到的混合物置于塑料挤出机中，在一定的熔融温度下熔融造粒后得到化学发泡母料；步骤2，将所需量的化学发泡母料、增强改性物料PEN以及聚碳酸酯混合，得到混合物料；步骤3，将混合物料加入到注射成型机中进行微发泡注射制品的连续生产。其中，步骤1中，在挤出过程中，熔融温度(熔体温度)为180～190℃。其中，步骤2中，所述化学发泡母料的加入量为混合物料总质量的1％～10％。其中，步骤2中，所述增强改性物料PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)的加入量为混合物料总质量的5％～20％。其中，步骤3中，注射过程中工艺条件需要严格控制，这其中，熔体温度、注射压力和速度、保压压力、保压时间、物料在料筒内的停留时间等均是影响制品品质的重要因素。作为优选，混合物料的熔体温度控制在235～260摄氏度之间。此熔融温度下能够保证化学发泡剂的充分分解，同时，PC也能够完全熔融，但混合物料中的PEN仍然处于高弹状态(PEN的熔点在265摄氏度左右)，尚未完全熔融的PEN增加了混合物料的熔体强度，有效防止泡孔的破裂及合并，PEN可以更好起到大分子成核剂的作用，利于泡孔的成核。作为优选，混合物料在注射机料筒中经历的总时间保持在60秒～180秒之间。混合物料在料筒的停留时间越长，化学发泡剂分解更彻底，但气体在分散到塑料熔体后可能会提前逃逸，而停留时间太短，则化学发泡剂分解不够完全，这两方面均可能影响最终的发泡效果。作为优选，保压压力控制在10～20MPA之间，保压时间控制在1.0～2.0秒之间。该保压压力和保压时间和常规注射成型相比，明显较低(少)。该压力可以保证物料在完全充满模具型腔之后又继续施加压力而达到少量的补缩效果，同时，因为注入到模具的物料因微发泡作用，其泡孔在模具型腔内长大并继续压实物料，从而形成较均匀的泡孔结构。如果保压压力过大或保压时间过长，较多的物料被补入模具内，则泡孔无法长大从而难以形成微孔结构，因此会得到与常规注射制品类似的产品；同时，如果保压压力过小或保压时间过短，高温的熔料在模具内得不到后续补充，则会形成尺寸极不均匀且整体尺寸较大的泡孔结构，具有这样结果的发泡材料的力学性能差。作为优选，注射速度要求尽可能的快，在注射机所能提供的最高速度的80％～100％之间为宜，此速度能够保证物料快速充填到模具型腔内，从而有较明显的压力差，利于泡孔的形成，为了保证快速充填，对注射机的注射压力一般要求设定较高，压力一般会在70MPa以上。相比于现有技术，本专利技术技术方案具有的有益效果为：本专利技术方法制得的发泡制品微孔密度高、尺寸小，泡孔结构更均匀，从而使该发泡制品的力学性能有所提高；由于制品内部微孔更加细密，即其内部含有大量的微孔，导致制品的密度降低，重量减轻，有效节省了相应原料，在特定情形下还可大幅度提高制品在隔音、隔热、防震等方面的性能；本专利技术方法在普通注射机中可生产出具有高的微孔密度和小的微孔尺寸的聚碳酸酯微发泡制品，设备投入少，具有生产成本低，生产效率高的优点。附图说明图1为本专利技术实施例3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品，其特征在于：所述聚碳酸酯微发泡制品内部微孔密度为2.79*10

【技术特征摘要】
1.一种利用普通注射成型机加工制备的聚碳酸酯微发泡制品，其特征在于：所述聚碳酸酯微发泡制品内部微孔密度为2.79*106～9.67*106cells/cm3；微孔平均尺寸为48～74μm。2.一种权利要求1所述的利用普通注射成型机加工制备聚碳酸酯微发泡制品的方法，其特征在于：所述方法为：将一定量的化学发泡母料、增强改性物料PEN加入到聚碳酸酯中形成共混物料，然后将共混物料置于普通注射成型机中通过微发泡注射而制得。3.根据权利要求2所述的利用普通注射成型机加工制备聚碳酸酯微发泡制品的方法，其特征在于：所述化学发泡母料由如下质量份数的组分：ABS基体30～50份、化学发泡剂6～18份、发泡助剂0.036～0.052份、兼容剂10～50份、纳米颗粒5～50份、增韧改性物料5～20份、光稳定性1～5份、抗氧剂1～5份以及偶联剂1～5份通过塑料挤出机熔融造粒而制得。4.根据权利要求3所述的利用普通注射成型机加工制备聚碳酸酯微发泡制品的方法，所述兼容剂为ABS-g-MAH；增韧改性物料为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物中的一种；纳米颗粒为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅；偶联剂为道康宁KH550；发泡剂为偶氮二甲酰胺与三肼基均三嗪按质量比为2：1的复合物，发泡助剂为氧化锌。5.根据权利要求3所述的利用普通注射成型机加工制备聚碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：周应国，梅星宇，晏超，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32