CN109777085A - 一种多孔pet泡沫板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及泡沫材料制备技术领域，提供一种多孔PET泡沫板材及其制备方法，本发明中的有机硅偶联剂和铝酸酯偶联剂相互协同，能促使其与氢氧化铝粉末和硼酸锌粉末通过键能较大的化学共价键相连接，通过使用硅‑甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物作为增容剂能将有机硅偶联剂和铝酸酯偶联剂均匀地分在PET水性聚氨酯树脂形成的液相中，从而便于有机硅偶联剂和铝酸酯偶联剂中的相关基团与PET水性聚氨酯树脂分子上的羟基发生接枝反应，形成结构和性质十分稳定的三维网状结构，氢氧化铝粉末和硼酸锌粉末也以键能较大的共价键为纽带牢固地与PET水性聚氨酯树脂分子相连接，从而显著地提高了PET泡沫板的断裂韧性和阻燃性。

Description

一种多孔PET泡沫板材及其制备方法

技术领域

本发明涉及泡沫材料制备技术领域，具体涉及一种多孔PET泡沫板 材及其制备方法。

背景技术

PET的中文意思是：聚对苯二甲酸类塑料，主要包括聚对苯二甲 酸乙二酯PET和聚对苯二甲酸丁二酯PBT。聚对苯二甲酸乙二醇酯又 俗称涤纶树脂。它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与PBT一起统称 为热塑性聚酯，或饱和聚酯。泡沫板一方面用于建筑墙体，屋面保温， 复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢 雕刻等用途非常广泛，另一方面用于风力发电机叶片的结构芯材，结 构芯材占据了叶片体积的85％，重量只占1/10左右，是叶片制备过程 中的重要基础材料，但是普通的泡沫板具有较多的缺点，所以通过改 进制作的PET泡沫板表面平滑而有光泽、耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦 性好，磨耗小而硬度高，具有热塑性塑料中最大的韧性，电绝缘性能 好，受温度影响小，但是其存在阻燃性较差的缺点，所以需要对其进 行改进，来增强PET泡沫板的阻燃性，而且现有技术的PET树脂结构 强度不高，可通过接枝改性的方法对其进行改性，使现有技术的PET 树脂与强度较高的物质进行接枝，从而增强PET泡沫板的强度。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多孔PET泡沫板材及其 制备方法，解决了现有技术的泡沫板电绝缘性能和阻燃性较差的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种多孔PET泡沫板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、取100份PET水性聚氨酯树脂并向其中加入5-10份混合阻燃 剂粉末、3-5份铝酸酯偶联剂、3-6份增容剂和4-8份有机硅偶联剂， 混合搅拌3-5min，然后加入1-2份引发剂，并在频率为800-1000Hz的 条件下超声分散30-40min；超声分散结束后，静置4-8h，待反应结束 后所得记为混合组分A；

S2、取100份步骤S1中的混合组分A并向其中加入10-20份发泡 剂进行混合搅拌，搅拌速度为100-200r/min，搅拌时间为20-30min， 搅拌结束后所得记为混合组分B；

S3、将步骤S2中的混合组分B放置在预发泡机内进行预发泡处理， 温度控制在90-95℃，预发泡机时间为40-80s，预发泡机内的蒸汽压力 为0.03-0.05MP，预发泡结束后所得记为混合组分C；

S4、将步骤S3处理后的混合组分C放置在18-22℃的熟化环境下 进行8-12h的熟化处理，并将熟化处理后的混合组分C通过挤出机发 泡成型，成型后所得即为多孔PET泡沫板材；

S5、将步骤S4中的多孔PET泡沫板材放入高温室内进行高温加 热，温度加热到150-180℃时将其取出；

S6、对经步骤S5处理后的多孔PET泡沫板材进行切割、清洁等 包装前处理，并对多孔PET泡沫板材进行包装。

更进一步地，所述步骤S1中的混合阻燃剂粉末由同细度的氢氧化 铝粉末和硼酸锌粉末按照质量比2-4:1混合而成。

更进一步地，所述步骤S1中的增容剂选用硅-甲基丙烯酸甲酯接 枝共聚物。

更进一步地，所述步骤S1中的有机硅偶联剂选用N-β-(氨乙基) -γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

更进一步地，所述步骤S1中的引发剂选用过氧化二异丙苯。

更进一步地，所述步骤S2中的发泡剂选用碳酸钙发泡剂、碳酸镁 发泡剂、碳酸氢钠发泡剂中的一种或两种。

更进一步地，所述步骤S5中的高温室的初始温度为110-140℃。

更进一步地，所述步骤S5中的加热时间为30-50min。

有益效果

本发明提供了一种多孔PET泡沫板材及其制备方法，与现有公知 技术相比，本发明的具有如下有益效果：

1、本发明中的有机硅偶联剂和铝酸酯偶联剂相互协同，能促使其 与氢氧化铝粉末和硼酸锌粉末通过键能较大的化学共价键相连接。通 过使用硅-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物作为增容剂能将有机硅偶联剂和 铝酸酯偶联剂均匀地分在PET水性聚氨酯树脂形成的液相中，从而及 大地增加了有机硅偶联剂、铝酸酯偶联剂与PET水性聚氨酯树脂分子 的碰撞几率，便于有机硅偶联剂和铝酸酯偶联剂中的相关基团与PET 水性聚氨酯树脂分子上的羟基发生接枝反应，形成结构和性质十分稳 定的三维网状结构，氢氧化铝粉末和硼酸锌粉末也以键能较大的共价 键为纽带牢固地与PET水性聚氨酯树脂分子相连接，从而显著地提高 了PET泡沫板的断裂韧性和阻燃性；而且通过将有机硅偶联剂和铝酸 酯偶联剂与PET水性聚氨酯树脂分子进行接枝，能够增强PET泡沫板 的强度。

2、本发明通过对PET水性聚氨酯树脂、有机硅阻燃剂、增容剂和 有机硅偶联剂的混合物进行超声分散，能够将有机硅阻燃剂中的有效 分子均匀的分散到PET水性聚氨酯树脂空间结构的间隙中，使二者之 间紧密贴合，并且在增容剂和有机硅偶联剂的作用下，加速使有机硅 阻燃剂中的氨基与PET水性聚氨酯树脂分子中的羟基进行接枝反应， 从而生成较为稳定的三维结构，使机硅偶联剂分子牢固的吸附在PET 水性聚氨酯树脂空间结构的间隙中，进而使PET泡沫板的阻燃性更加 稳定。

3、通过将多孔PET泡沫板材放入110-140℃的高温室内进行高温 加热时，多孔PET泡沫板材中的碳酸盐无机发泡剂中的碳酸盐进行分 解，并释放出二氧化碳，当温度到达150-180℃时，二氧化碳能够进行 释放，此时多孔PET泡沫板材中的碳酸盐发泡剂将二氧化碳释放出来， 使PET泡沫板上形成均匀排列的多孔，从而形成多孔PET泡沫板，进 而使多孔PET泡沫板的结构更加稳定。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种多孔PET泡沫板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、取100份PET水性聚氨酯树脂并向其中加入5份混合阻燃剂 粉末、4份铝酸酯偶联剂、5份增容剂和4份有机硅偶联剂，混合搅拌 5min，然后加入2份引发剂，并在频率为900Hz的条件下超声分散 35min；超声分散结束后，静置8h，待反应结束后所得记为混合组分A；

S2、取100份步骤S1中的混合组分A并向其中加入10份发泡剂 进行混合搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为25min，搅拌结束后 所得记为混合组分B；

S3、将步骤S2中的混合组分B放置在预发泡机内进行预发泡处理， 温度控制在95℃，预发泡机时间为60s，预发泡机内的蒸汽压力为 0.03MP，预发泡结束后所得记为混合组分C；

S4、将步骤S3处理后的混合组分C放置在22℃的熟化环境下进 行8h的熟化处理，并将熟化处理后的混合组分C通过挤出机发泡成型， 成型后所得即为多孔PET泡沫板材；

S5、将步骤S4中的多孔PET泡沫板材放入高温室内进行高温加 热，温度加热到150℃时将其取出；

S6、对经步骤S5处理后的多孔PET泡沫板材进行切割、清洁等 包装前处理，并对多孔PET泡沫板材进行包装。

更进一步地，步骤S1中的混合阻燃剂粉末由同细度的氢氧化铝粉 末和硼酸锌粉末按照质量比3:1混合而成。

更进一步地，步骤S1中的增容剂选用硅-甲基丙烯酸甲酯接枝共 聚物。

更进一步地，步骤S1中的有机硅偶联剂选用N-β-(氨乙基)-γ -氨丙基三甲氧基硅烷。

更进一步地，步骤S1中的引发剂选用过氧化二异丙苯。

更进一步地，步骤S2中的发泡剂选用碳酸钙发泡剂、碳酸镁发泡 剂、碳酸氢钠发泡剂中的一种或两种。

更进一步地，步骤S5中的高温室的初始温度为140℃。

更进一步地，步骤S5中的加热时间为40min。

实施例2：

一种多孔PET泡沫板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、取100份PET水性聚氨酯树脂并向其中加入8份混合阻燃剂 粉末、5份铝酸酯偶联剂、3份增容剂和8份有机硅偶联剂，混合搅拌 4min，然后加入1份引发剂，并在频率为800Hz的条件下超声分散 40min；超声分散结束后，静置6h，待反应结束后所得记为混合组分A；

S2、取100份步骤S1中的混合组分A并向其中加入15份发泡剂 进行混合搅拌，搅拌速度为150r/min，搅拌时间为30min，搅拌结束后 所得记为混合组分B；

S3、将步骤S2中的混合组分B放置在预发泡机内进行预发泡处理， 温度控制在93℃，预发泡机时间为40s，预发泡机内的蒸汽压力为 0.04MP，预发泡结束后所得记为混合组分C；

S4、将步骤S3处理后的混合组分C放置在18℃的熟化环境下进 行12h的熟化处理，并将熟化处理后的混合组分C通过挤出机发泡成 型，成型后所得即为多孔PET泡沫板材；

S5、将步骤S4中的多孔PET泡沫板材放入高温室内进行高温加 热，温度加热到180℃时将其取出；

S6、对经步骤S5处理后的多孔PET泡沫板材进行切割、清洁等 包装前处理，并对多孔PET泡沫板材进行包装。

更进一步地，步骤S1中的混合阻燃剂粉末由同细度的氢氧化铝粉 末和硼酸锌粉末按照质量比2:1混合而成。

更进一步地，步骤S1中的增容剂选用硅-甲基丙烯酸甲酯接枝共 聚物。

更进一步地，步骤S1中的有机硅偶联剂选用N-β-(氨乙基)-γ -氨丙基三甲氧基硅烷。

更进一步地，步骤S1中的引发剂选用过氧化二异丙苯。

更进一步地，步骤S2中的发泡剂选用碳酸钙发泡剂、碳酸镁发泡 剂、碳酸氢钠发泡剂中的一种或两种。

更进一步地，步骤S5中的高温室的初始温度为110℃。

更进一步地，步骤S5中的加热时间为50min。

实施例3：

一种多孔PET泡沫板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、取100份PET水性聚氨酯树脂并向其中加入10份混合阻燃剂 粉末、3份铝酸酯偶联剂、6份增容剂和6份有机硅偶联剂，混合搅拌 3min，然后加入1份引发剂，并在频率为1000Hz的条件下超声分散 30min；超声分散结束后，静置4h，待反应结束后所得记为混合组分A；

S2、取100份步骤S1中的混合组分A并向其中加入20份发泡剂 进行混合搅拌，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为20min，搅拌结束后 所得记为混合组分B；

S3、将步骤S2中的混合组分B放置在预发泡机内进行预发泡处理， 温度控制在90℃，预发泡机时间为80s，预发泡机内的蒸汽压力为 0.05MP，预发泡结束后所得记为混合组分C；

S4、将步骤S3处理后的混合组分C放置在20℃的熟化环境下进 行10h的熟化处理，并将熟化处理后的混合组分C通过挤出机发泡成 型，成型后所得即为多孔PET泡沫板材；

S5、将步骤S4中的多孔PET泡沫板材放入高温室内进行高温加 热，温度加热到170℃时将其取出；

S6、对经步骤S5处理后的多孔PET泡沫板材进行切割、清洁等 包装前处理，并对多孔PET泡沫板材进行包装。

更进一步地，步骤S1中的混合阻燃剂粉末由同细度的氢氧化铝粉 末和硼酸锌粉末按照质量比4:1混合而成。

更进一步地，步骤S1中的增容剂选用硅-甲基丙烯酸甲酯接枝共 聚物。

更进一步地，步骤S1中的有机硅偶联剂选用N-β-(氨乙基)-γ -氨丙基三甲氧基硅烷。

更进一步地，步骤S1中的引发剂选用过氧化二异丙苯。

更进一步地，步骤S2中的发泡剂选用碳酸钙发泡剂、碳酸镁发泡 剂、碳酸氢钠发泡剂中的一种或两种。

更进一步地，步骤S5中的高温室的初始温度为130℃。

更进一步地，步骤S5中的加热时间为30min。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅 仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定 要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺 序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非 排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设 备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是 还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多 限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包 括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员 应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、取100份PET水性聚氨酯树脂并向其中加入5-10份混合阻燃剂粉末、3-5份铝酸酯偶联剂、3-6份增容剂和4-8份有机硅偶联剂，混合搅拌3-5min，然后加入1-2份引发剂，并在频率为800-1000Hz的条件下超声分散30-40min；超声分散结束后，静置4-8h，待反应结束后所得记为混合组分A；

S2、取100份步骤S1中的混合组分A并向其中加入10-20份发泡剂进行混合搅拌，搅拌速度为100-200r/min，搅拌时间为20-30min，搅拌结束后所得记为混合组分B；

S3、将步骤S2中的混合组分B放置在预发泡机内进行预发泡处理，温度控制在90-95℃，预发泡机时间为40-80s，预发泡机内的蒸汽压力为0.03-0.05MP，预发泡结束后所得记为混合组分C；

S4、将步骤S3处理后的混合组分C放置在18-22℃的熟化环境下进行8-12h的熟化处理，并将熟化处理后的混合组分C通过挤出机发泡成型，成型后所得即为多孔PET泡沫板材；

S5、将步骤S4中的多孔PET泡沫板材放入高温室内进行高温加热，温度加热到150-180℃时将其取出；

S6、对经步骤S5处理后的多孔PET泡沫板材进行切割、清洁等包装前处理，并对多孔PET泡沫板材进行包装。

2.根据权利要求1所述的一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的混合阻燃剂粉末由同细度的氢氧化铝粉末和硼酸锌粉末按照质量比2-4:1混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的增容剂选用硅-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物。

4.根据权利要求1所述的一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的有机硅偶联剂选用N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求1所述的一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的引发剂选用过氧化二异丙苯。

6.根据权利要求1所述的一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的发泡剂选用碳酸钙发泡剂、碳酸镁发泡剂、碳酸氢钠发泡剂中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的高温室的初始温度为110-140℃。

8.根据权利要求1所述的一种多孔PET泡沫板材的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的加热时间为30-50min。