一种高强度芳香族聚酯微孔发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度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，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂，其中85‑99wt％芳香族聚酯和1‑15wt％热致液晶聚合物混合形成芳香族聚酯树脂组合物，扩链剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1‑3wt％；泡孔成核剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0‑5wt％，抗氧剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1‑0.3wt％。该芳香族聚酯微孔发泡材料的表观密度为0.05‑0.40g/cm

A High Strength Aromatic Polyester Microporous Foaming Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高强度芳香族聚酯微孔发泡材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种高强度芳香族聚酯微孔发泡材料及其制备方法。
技术介绍
芳香族聚酯是指由芳香族二羧酸和二元醇通过聚合反应得到的聚合物，其大分子主链结构中含有苯环结构，如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯等，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。此外，芳香族聚酯树脂除了芳香族二羧酸和二元醇外，还可含有第三共聚组分，如间苯二酚等。芳香族聚酯可以是一种或多种芳香族聚酯的共混物。较适合为聚对苯二甲酸乙二醇酯的均聚物或共聚物。也可以是通用纤维用聚酯或瓶用聚酯，或回收的瓶用聚酯经扩链改性得到的。与本专利技术较接近的
技术介绍
文献为申请号：201710445333.9的中国专利技术专利。该专利技术公开了一种共混改性芳香族聚酯微孔发泡材料及其制备方法，其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60-95重量份，聚酰胺5-40重量份，多官能团环氧基扩链剂0.1-3重量份，泡孔成核剂0-2重量份，抗氧剂0.1-0.3重量份。该芳香族聚酯微孔发泡材料的表观密度为0.05-1.10g/cm3，闭孔率不小于80％。该材料具有发泡温区宽，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。芳香族聚酯发泡材料主要应用做夹芯结构材料，进一步提高材料的力学性能对于结构材料进一步减轻重量，节约材料和能耗具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高材料的力学性能的芳香族聚酯微孔发泡材料及其制备方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种高强度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，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂，其中85-99wt％芳香族聚酯和1-15wt％热致液晶聚合物混合形成芳香族聚酯树脂组合物，扩链剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-3wt％；泡孔成核剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0-5wt％，抗氧剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-0.3wt％。该芳香族聚酯微孔发泡材料的表观密度为0.05-0.40g/cm3，闭孔率不小于80％。本专利技术所述一种高强度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)将包括芳香族聚酯，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂组成的芳香族聚酯组合物加入挤出机中，加热熔融。所述芳香族聚酯组合物中，85-99wt％芳香族聚酯和1-15wt％热致液晶聚合物混合形成芳香族聚酯树脂组合物，扩链剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-3wt％；泡孔成核剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0-5wt％，抗氧剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-0.3wt％。(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240-260℃，口模压力大于3MPa，经口模发泡定型得到高强度芳香族聚酯微孔发泡材料。这里，挤出机为物理发泡常用挤出系统，可以采用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或单螺杆挤出机串联单螺杆挤出机、双螺杆挤出机串联单螺杆挤出机，挤出机的机筒上开设有发泡剂注入口。芳香族聚酯和热致液晶聚合物在加入挤出机前需要充分干燥以除去水分以免在挤出机中受热降解。较合适在140℃下真空干燥12小时。其他添加成分也需要预先干燥。干燥好后的芳香族聚酯及添加剂需密封保存，或立即加入挤出机中。较合适挤出机喂料装置具有烘干装置，或有惰性气体密封保护装置。物理发泡剂为戊烷、丁烷、庚烷等低分子量烷烃类发泡剂，或二氧化碳、氮气等惰性气体发泡剂。较适合为二氧化碳、戊烷。发泡时，可以采用片材口模或板材口模，得到芳香族聚酯发泡片材或发泡板材。口模出口后经冷却定型装置冷却定型后得到需要截面形状的制品。根据所述一种高强度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)将包括芳香族聚酯，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂，化学发泡剂组成的芳香族聚酯组合物加入挤出机中，加热熔融。所述芳香族聚酯组合物中，85-99wt％芳香族聚酯和1-15wt％热致液晶聚合物混合形成芳香族聚酯树脂组合物，扩链剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-3wt％；泡孔成核剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0-5wt％，抗氧剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-0.3wt％。化学发泡剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-5wt％，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组合物通过口模挤出并经冷却定型后得到高强度聚酯微孔发泡材料。化学发泡剂为吸热类发泡剂，可以为偶氮二甲酰胺、(4,4)-双氧苯磺酰肼，对甲苯磺酰胺氨基脲，和5-苯基四唑。较适合是偶氮二甲酰胺。液晶聚合物是在一定条件下能以液晶相态存在的高分子，它兼具有高分子和液晶两类材料的特性，按照液晶的形成条件可分为热致液晶聚合物(TLCP)和溶致液晶聚合物(LLCP)。本专利技术所述液晶聚合物为热致液晶聚合物(TLCP)，主要为芳香族聚酯液晶高分子，即在受热时使结晶结构熔融，非结晶结构又呈现出某种有序排列而出现液晶相，且分子结构中含有酯键。如Ticona公司的Vectra系列产品，Amoco公司的Xydar，Unitika公司的RodrumLC-5000等。分子的基本组分为对羟基苯甲酸与PET的共聚物，或对羟基苯甲酸、联苯二酚与不同比例的对苯二甲酸的缩聚物。热致液晶聚合物由于分子半刚性链的独特结构，使其具有较长的松弛时间，在熔融加工过程中刚性大分子可沿流动方向上充分高度取向，冷却固化后其刚性增强被保持下来，具有突出的自增强特性。本专利技术将热致液晶聚合物TLCP，特别是芳香族聚酯型TLCP与PET共混，并通过原位扩链增容反应，可以提供以下多方面的优点：(1)扩链剂作用下，一方面提高PET的分子量及分子链支化程度，另一方面提高PET与TLCP的增容作用，两者作用结果提高了共混体系的熔体粘弹性，改善了PET的挤出发泡性能。(2)液晶聚合物在挤出加工过程中受到剪切应力作用，可原位形成微纤结构，提高PET发泡材料的力学性能；(3)液晶微纤表面也可以作为发泡过程的气泡成核点，提高发泡材料的泡孔均匀性，减小泡孔尺寸，如附图1和附图2所示；(4)液晶微纤表面可以作为PET的结晶成核点，提高PET的结晶温度和结晶速率，如表3所示，进而提高PET发泡材料的冷却定型速率，减少泡孔合并和破裂，同时提高了生产效率。本专利技术中热致液晶聚合物的添加量为1-15重量份，较合适的为3-10重量份。液晶聚合物添加量太少，微纤含量低，对发泡材料性能的提高和改善效果不明显；当热致液晶聚合物添加量超过15份，降温过程中形成的大量微纤会造成体系黏度急剧增加，因此不利于控制加工工艺。本专利技术中热致液晶聚合物的熔点范围在250-300℃，与PET加工温度相匹配。为了提高芳香族聚酯的熔体粘弹性，本专利技术芳香族聚酯组合物中还可加入扩链剂，扩链剂是指含有能与聚酯末端的羧基或羟基发生反应的双官能团或多官能团化合物，以增加聚酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度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，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂，其中85‑99wt％芳香族聚酯和1‑15wt％热致液晶聚合物混合形成芳香族聚酯树脂组合物，扩链剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1‑3wt％；泡孔成核剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0‑5wt％，抗氧剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1‑0.3wt％；该高强度芳香族聚酯微孔发泡材料的表观密度为0.05‑0.40g/cm

【技术特征摘要】
1.一种高强度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，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂，其中85-99wt％芳香族聚酯和1-15wt％热致液晶聚合物混合形成芳香族聚酯树脂组合物，扩链剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-3wt％；泡孔成核剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0-5wt％，抗氧剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-0.3wt％；该高强度芳香族聚酯微孔发泡材料的表观密度为0.05-0.40g/cm3，闭孔率不小于80％。2.如权利要求1所述的高强度芳香族聚酯微孔发泡材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，(1)将包括芳香族聚酯，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂组成的芳香族聚酯组合物加入挤出机中，加热熔融；所述芳香族聚酯组合物中，85-99wt％芳香族聚酯和1-15wt％热致液晶聚合物混合形成芳香族聚酯树脂组合物，扩链剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-3wt％；泡孔成核剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0-5wt％，抗氧剂含量为芳香族聚酯树脂组合物的0.1-0.3wt％；(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240-260℃，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。3.如权利要求2所述高强度芳香族聚酯微孔发泡材料的制备方法，其特征在于：所述芳香族聚酯和热致液晶聚合物在加入挤出机前在140℃下真空干燥12小时，所述物理发泡剂为戊烷、丁烷、庚烷的烷烃类发泡剂的一种或几种或二氧化碳、氮气的气体发泡剂的一种或几种。4.如权利要求1所述的高强度芳香族聚酯微孔发泡材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，(1)将包括芳香族聚酯，热致液晶聚合物，扩链剂，泡孔成核剂，抗氧剂，化学发泡剂组...

【专利技术属性】
技术研发人员：信春玲，何亚东，程振朔，曹也文，李东生，王文治，
申请(专利权)人：安徽东远新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34