CN112375350B - 一种利用熔喷技术制备轻质pet复合发泡材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括配料；分别称取PET树脂、SG‑2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素、聚乳酸、成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂；原料改性；将PET树脂、SG‑2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素、聚乳酸投入反应釜中加热反应，然后加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂继续反应，得到改性原料切片；熔融处理；将改性原料切片熔融共混，并投入反应釜中升温反应，得到熔喷料；熔喷成型；将熔喷料置于熔喷螺杆挤出机中，熔喷成型后即得轻质PET复合性能优异，适宜大量推广。

Description

一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法
技术领域
本发明涉及复合发泡材料技术领域，具体涉及一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法。
背景技术
PET发泡材料具有密度低、强度高、吸水性低、隔音绝热性能好的独特优势，作为结构泡沫材料能够达到显著增加强度和刚度但是不增加重量的效果；PETPET发泡材料主要用于纤维，少量用于薄膜和工程塑料；PET纤维主要用于纺织工业。PET薄膜主要用于电气绝缘材料，如电容器、电缆绝缘、印刷电路布线基材，电极槽绝缘等。PET薄膜的另一个应用领域是片基和基带，如电影胶片、X光片、录音磁带、电子计算机磁带等。PET薄膜也应用真空渡铝制成金属化薄膜，如金银线、微型电容器薄膜等。PET的另一个用途就是吹塑制品，用于包装的聚酯拉审瓶。玻璃纤维增强PET适用于电子电气和汽车行业，用于各种线圈骨架、变压器、电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯座、继电器、晒整流器等。
利用常规方法所得PET发泡材料分子量较低、分子量分布较窄，熔体黏度和强度都非常低，难以承受发泡过程中气泡生长时的拉伸应力，易造成泡孔破裂、塌陷、合并；同时，常规PET在温度高于熔点之上的成型加工过程中极易降解，结晶速率低，现有技术中尚未出现利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料工艺。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种工艺结构设计合理的利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法。
本发明的技术方案为：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂18-45份、SG-2聚氯乙烯树脂6-27份、木粉5-13份、三元乙丙橡胶4-9份、羟甲基纤维素3-6份、聚乳酸2-9份、成核剂1-3份、分散剂0.5-2.2份、阻燃剂1-3份、发泡剂3-8份；
S2、原料改性；
将步骤S1PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素、聚乳酸投入反应釜中，然后在235-310℃温度条件下反应0.5-2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为200-540Pa、温度为210-245℃条件下反应至物料特性粘度为0.46-0.65dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为1-8MPa，然后将原料溶体升温150-220℃，保温15-min分钟，冷却至室温后，得到熔喷料；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为5-8Hz，接收距离为150-280mm，空气压力为0.3-0.8MPa，滚筒转速为26-48r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为120-250℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料。
进一步地，步骤S2完成后，将改性原料切片采用热空气干燥工艺进行干燥处理，将改性原料切片以3-5℃/min的升温速率升温至40-70℃，并保温15-25min，使改性原料切片含水率为0.5-1.2％；通过对改性原料切片进行干燥处理，能够使改性原料切片内部发生预结晶，提高结晶度。
进一步地，步骤S2进行之前，将PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合均匀，混合后的物料预热至160-290℃后加入螺杆挤出机中造粒；通过对原料进行预热处理，并挤出造粒，能够提升分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能。
进一步地，步骤S3完成后，对熔喷料进行动态热熔，先以25-60r/min的搅拌速率搅拌熔喷料25-40min；然后以50-120r/min的搅拌速率搅拌熔喷料15-30min，通过对熔喷料进行动态热熔，能够提高熔喷料的结晶性能。
进一步地，步骤S4中，熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为19-25:1，利用单模头挤出机能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀。
进一步地，步骤S4中，熔喷螺杆挤出机共设置四个温区，其中一区温度为90-120℃；二区温度为120-150℃；三区温度为150-210℃；四区温度为210-280℃，通过设置上述四个温区，能够使步骤S3所得熔喷料在熔喷螺杆挤出机中充分塑化，且有利于提高熔喷料的粘度和强度，提高成型材料的发泡效率。
进一步地，步骤S2中，改性原料切片的熔融指数为320-980g/min，横向单位面积质量CV值小于5％。
进一步地，步骤S3完成后，对熔喷料进行过滤处理，去熔喷料中的杂质，得到过滤后熔喷料；通过对熔喷料进行过滤处理，能够避免后续物料熔喷成型过程中模头堵塞的风险，同时也提高了成型后轻质PET复合发泡材料的质地。
进一步地，步骤S1完成后，将木粉浸泡于其60-100倍体积的去离子水中1-4h，然后球磨30-50min，木粉经过浸泡水解和球磨处理后溶胀，减弱原纤维之强氢键，使其具有较好的耐温性能和分散性能。
进一步地，步骤S4完成后，将轻质PET复合发泡材料进行蒸汽浴拉伸，然后进行干燥处理，通过上述操作能够提高轻质PET复合发泡材料内泡孔分布的均匀效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工艺设计合理，创新的利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料，所得材料发泡率高，且泡孔均匀；同时，本发明所用原材料来源广泛，极大的降低了生产成本；通过对原材料进行了改性、以及熔融处理，提高了熔喷工艺的结晶性能，同时也使得所制备的轻质PET复合发泡材料质量稳定、发泡倍率高、泡孔密度高且分布均匀；利用本发明的工艺在制备轻质PET复合发泡材料过程中，生产过程高度连续、稳定，且安全无环境污染，适合工业规模化生产；通过对原料进行了预热处理，提高了分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能，通过对改性原料切片进行干燥处理，使的改性原料切片内部发生预结晶，提高了结晶度；同时，通过对熔喷料进行动态热熔操作，提高了熔喷料的结晶性能，同时也提高了所得成型物料的机械强度。
具体实施方式
实施例1：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂18份、SG-2聚氯乙烯树脂6份、木粉5份、三元乙丙橡胶4份、羟甲基纤维素3份、聚乳酸2份、成核剂1份、分散剂0.5份、阻燃剂1份、发泡剂3份；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
步骤S1所得PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸投入反应釜中，在235℃温度条件下反应0.5h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为200Pa、温度为210℃条件下反应至物料特性粘度为0.46dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；将改性原料切片采用热空气干燥工艺进行干燥处理，将改性原料切片以3℃/min的升温速率升温至40℃，并保温15min，使改性原料切片含水率小于0.5％；通过对改性原料切片进行干燥处理，能够使改性原料切片内部发生预结晶，提高结晶度；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为1MPa，然后将原料溶体升温150℃，保温15min，冷却至室温后，得到熔喷料；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为5Hz，接收距离为150mm，空气压力为0.3MPa，滚筒转速为26r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为120℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为19:1，利用单模头挤出机能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀。
实施例2：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂23份、SG-2聚氯乙烯树脂19份、木粉113份、三元乙丙橡胶7份、羟甲基纤维素5份、聚乳酸6份、成核剂2份、分散剂1.8份、阻燃剂2份、发泡剂6份；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
首先将PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合均匀，混合后的物料预热至160℃后加入螺杆挤出机中造粒；通过对原料进行预热处理，并挤出造粒，能够提升分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能；然后将造粒后的物料投入反应釜中，在290℃温度条件下反应1.2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为380Pa、温度为232℃条件下反应至物料特性粘度为0.55dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，21min，冷却至室温后，得到熔喷料；对熔喷料进行动态热熔，先以25r/min的搅拌速率搅拌熔喷料25min；然后以50-r/min的搅拌速率搅拌熔喷料15min，通过对熔喷料进行动态热熔，能够提高熔喷料的结晶性能；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为6Hz，接收距离为225mm，空气压力为0.5MPa，滚筒转速为39r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为193℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；将轻质PET复合发泡材料进行蒸汽浴拉伸，然后进行干燥处理，通过上述操作能够提高轻质PET复合发泡材料内泡孔分布的均匀效果。
实施例3：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂45份、SG-2聚氯乙烯树脂27份、木粉13份、三元乙丙橡胶9份、羟甲基纤维素6份、聚乳酸9份、成核剂3份、分散剂0.5份、阻燃剂3份、发泡剂8份；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
首先将PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合均匀，混合后的物料预热至290℃后加入螺杆挤出机中造粒；通过对原料进行预热处理，并挤出造粒，能够提升分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能，然后将造粒后的物料投入反应釜中，然后在310℃温度条件下反应2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为540Pa、温度为245℃条件下反应至物料特性粘度为0.65dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；将改性原料切片采用热空气干燥工艺进行干燥处理，将改性原料切片以0.5％；通过对改性原料切片进行干燥处理，能够使改性原料切片内部发生预结晶，提高结晶度；改性原料切片的熔融指数为320g/min，横向单位面积质量CV值为4％；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为8MPa，然后将原料溶体升温220℃，保温25min，冷却至室温后，得到熔喷料；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为8Hz，接收距离为280mm，空气压力为0.8MPa，滚筒转速为48r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为250℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料。
实施例4：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂18份、SG-2聚氯乙烯树脂6份、木粉5份、三元乙丙橡胶4份、羟甲基纤维素3份、聚乳酸2份、成核剂1份、分散剂0.5份、阻燃剂1份、发泡剂3份；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
将步骤S1PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素、聚乳酸投入反应釜中，然后在235℃温度条件下反应0.5h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为200Pa、温度为210℃条件下反应至物料特性粘度为0.46dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为1MPa，然后将原料溶体升温150℃，保温15min，冷却至室温后，得到熔喷料；对熔喷料进行动态热熔，先以25r/min的搅拌速率搅拌熔喷料25min；然后以50r/min的搅拌速率搅拌熔喷料15min，通过对熔喷料进行动态热熔，能够提高熔喷料的结晶性能；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为5Hz，接收距离为150mm，空气压力为0.3MPa，滚筒转速为26r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为120℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；熔熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为25:1，利用单模头挤出机能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀，熔喷螺杆挤出机共设置四个温区，其中一区温度为90℃；二区温度为120℃；三区温度为150℃；四区温度为210℃，通过设置上述四个温区，能够使步骤S3所得熔喷料在熔喷螺杆挤出机中充分塑化，且有利于提高熔喷料的粘度和强度，提高成型材料的发泡效率。
实施例5：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂45份、SG-2聚氯乙烯树脂27份、木粉13份、三元乙丙橡胶9份、羟甲基纤维素6份、聚乳酸9份、成核剂3份、分散剂2.2份、阻燃剂3份、发泡剂8份；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
首先将PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合均匀，混合后的物料预热至280℃后加入螺杆挤出机中造粒；通过对原料进行预热处理，并挤出造粒，能够提升分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能；然后将造粒后的物料投入反应釜中，然后在310℃温度条件下反应2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为540Pa、温度为245℃条件下反应至物料特性粘度为0.65dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；将改性原料切片采用热空气干燥工艺进行干燥处理，将改性原料切片以5℃/min的升温速率升温至70℃，并保温25min，使改性原料切片含水率为0.8％；通过对改性原料切片进行干燥处理，能够使改性原料切片内部发生预结晶，提高结晶度；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为8MPa，然后将原料溶体升温220℃，保温25min，冷却至室温后，得到熔喷料；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为8Hz，接收距离为280mm，空气压力为0.8MPa，滚筒转速为48r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为250℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；对熔喷料进行动态热熔，先以60r/mimin分钟，通过对熔喷料进行动态热熔，能够提高熔喷料的结晶性能；熔熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为25:1，利用单模头挤出机能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀；熔喷螺杆挤出机共设置四个温区，其中一区温度为120℃；二区温度为150℃；三区温度为210℃；四区温度为280℃，通过设置上述四个温区，能够使步骤S3所得熔喷料在熔喷螺杆挤出机中充分塑化，且有利于提高熔喷料的粘度和强度，提高成型材料的发泡效率。
实施例6：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂18份、SG-2聚氯乙烯树脂6份、木粉5份、三元乙丙橡胶4份、羟甲基纤维素3份、聚乳酸2份、成核剂1份、分散剂0.5份、阻燃剂1份、发泡剂3份；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
将步骤S1PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素、聚乳酸投入反应釜中，然后在310℃温度条件下反应2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为540Pa、温度为245℃条件下反应至物料特性粘度为0.65dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为8MPa，然后将原料溶体升温220℃，保温25min，冷却至室温后，得到熔喷料；对熔喷料进行动态热熔，先以25r/min的搅拌速率搅拌熔喷料40min；然后以50r/min的搅拌速率搅拌熔喷料30min，通过对熔喷料进行动态热熔，能够提高熔喷料的结晶性能；对熔喷料进行过滤处理，去熔喷料中的杂质，得到过滤后熔喷料；通过对熔喷料进行过滤处理，能够避免后续物料熔喷成型过程中模头堵塞的风险，同时也提高了成型后轻质PET复合发泡材料的质地；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为8Hz，接收距离为280mm，空气压力为0.8MPa，滚筒转速为48r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为250℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；熔熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为25:1，利用单模头挤出机能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀。
实施例7：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂45份、SG-2聚氯乙烯树脂27份、木粉13份、三元乙丙橡胶9份、羟甲基纤维素6份、聚乳酸9份、成核剂3份、分散剂2.2份、阻燃剂3份、发泡剂8份；将木粉浸泡于其100倍体积的去离子水中4h，然后球磨50min，木粉经过浸泡水解和球磨处理后溶胀，减弱原纤维之强氢键，使其具有较好的耐温性能和分散性能；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
首先将PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合均匀，混合后的物料预热至290℃后加入螺杆挤出机中造粒；通过对原料进行预热处理，并挤出造粒，能够提升分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能；然后将造粒后的物料投入反应釜中，然后在310℃温度条件下反应2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为540Pa、温度为245℃条件下反应至物料特性粘度为0.65dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；将改性原料切片采用热空气干燥工艺进行干燥处理，将改性原料切片以5℃/min的升温速率升温至70℃，并保温25min，使改性原料切片含水率为1.2％；通过对改性原料切片进行干燥处理，能够使改性原料切片内部发生预结晶，提高结晶度；改性原料切片的熔融指数为980g/min，横向单位面积质量CV值为4％；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为8MPa，然后将原料溶体升温220℃，保温25min，冷却至室温后，得到熔喷料；对熔喷料进行动态热熔，先以60r/min的搅拌速率搅拌熔喷料40min；然后以120r/min的搅拌速率搅拌熔喷料30min，通过对熔喷料进行动态热熔，能够提高熔喷料的结晶性能；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为8Hz，接收距离为280mm，空气压力为0.8MPa，滚筒转速为48r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为250℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；熔熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为25:1，利用单模头挤出机能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀；熔喷螺杆挤出机共设置四个温区，其中一区温度为110℃；二区温度为130℃；三区温度为190℃；四区温度为250℃，通过设置上述四个温区，能够使步骤S3所得熔喷料在熔喷螺杆挤出机中充分塑化，且有利于提高熔喷料的粘度和强度，提高成型材料的发泡效率。
实施例8：一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂45份、SG-2聚氯乙烯树脂27份、木粉13份、三元乙丙橡胶9份、羟甲基纤维素6份、聚乳酸9份、成核剂3份、分散剂2.2份、阻燃剂3份、发泡剂8份；将木粉浸泡于其100倍体积的去离子水中4h，然后球磨50min，木粉经过浸泡水解和球磨处理后溶胀，减弱原纤维之强氢键，使其具有较好的耐温性能和分散性能；其中，成核剂为碳酸钙溶液，分散剂为甲基戊醇，阻燃剂为氢氧化铝水溶液、发泡剂为偶氮二甲酰胺；
S2、原料改性；
首先将PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合均匀，混合后的物料预热至290℃后加入螺杆挤出机中造粒；通过对原料进行预热处理，并挤出造粒，能够提升分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能；然后造粒后的物料投入反应釜中，然后在310℃温度条件下反应2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为540Pa、温度为245℃条件下反应至物料特性粘度为0.65dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；将改性原料切片采用热空气干燥工艺进行干燥处理，将改性原料切片以5℃/min的升温速率升温至70℃，并保温25min，使改性原料切片含水率为0.5％；通过对改性原料切片进行干燥处理，能够使改性原料切片内部发生预结晶，提高结晶度；改性原料切片的熔融指数为980g/min，横向单位面积质量CV值为4％；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将原料溶体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为8MPa，然后将原料溶体升温220℃，保温25min，冷却至室温后，得到熔喷料；对熔喷料进行动态热熔，先以60r/min的搅拌速率搅拌熔喷料40min；然后以120r/min的搅拌速率搅拌熔喷料30min，通过对熔喷料进行动态热熔，能够提高熔喷料的结晶性能；最后对熔喷料进行过滤处理，去熔喷料中的杂质，得到过滤后熔喷料；通过对熔喷料进行过滤处理，能够避免后续物料熔喷成型过程中模头堵塞的风险，同时也提高了成型后轻质PET复合发泡材料的质地；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得熔喷料料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为8Hz，接收距离为280mm，空气压力为0.8MPa，滚筒转速为48r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为250℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；熔熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为25:1，利用单模头挤出机能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀；熔喷螺杆挤出机共设置四个温区，其中一区温度为120℃；二区温度为150℃；三区温度为210℃；四区温度为280℃，通过设置上述四个温区，能够使步骤S3所得熔喷料在熔喷螺杆挤出机中充分塑化，且有利于提高熔喷料的粘度和强度，提高成型材料的发泡效率；最后将轻质PET复合发泡材料进行蒸汽浴拉伸，然后进行干燥处理，通过上述操作能够提高轻质PET复合发泡材料内泡孔分布的均匀效果。
试验例：对实施例1-8所得轻质PET复合发泡材料进行相关力学性能进行检测，结果如表1所示；
表1：不同条件下轻质PET复合发泡材料力学性能检测结果；
Figure BDA0002804520280000131
Figure BDA0002804520280000141
通过表1数据对比可知，实施例2中，由于对原料进行了预热、造粒处理，能够提升分子键的强度和交联结构的稳定性，进而提高成型材料的力学性能；实施例3中，由于对改性原料切片进行了干燥处理，使的改性原料切片内部发生预结晶，提高了结晶度；实施例4中，由于对熔喷料进行动态热熔操作，提高了熔喷料的结晶性能，同时也提高了所得成型物料的机械强度；实施例6中，由于利用单模头挤出机，能够使其喷出的轻质PET复合发泡材料更加细密、均匀，提高其泡孔密度和发泡倍率；实施例7中，由于对PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合材料进行了预热、造粒处理，同时对改性原料切片进行了干燥处理，使得成型后的轻质PET复合发泡材料的耐压强度、线变化率和导热率进一步得到提高，同时也提高了材料的发泡倍率；实施例8中，通过对各反应条件进行综合与优化，使得成型后的轻质PET复合发泡材料各项性能达到最佳。

Claims (3)

1.一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,其特征在于，包括以下步骤：
S1、配料；
按重量份计分别称取：PET树脂18-45份、SG-2聚氯乙烯树脂6-27份、木粉5-13份、三元乙丙橡胶4-9份、羟甲基纤维素3-6份、聚乳酸2-9份、成核剂1-3份、分散剂0.5-2.2份、阻燃剂1-3份、发泡剂3-8份；
S2、原料改性；
将步骤S1所述PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素、聚乳酸投入反应釜中，然后在235-310℃温度条件下反应0.5-2h；反应完毕后，向反应釜中依次加入所述成核剂、分散剂、阻燃剂和发泡剂搅拌均匀，然后在真空度为200-540Pa、温度为210-245℃条件下反应至物料特性粘度为0.46-0.65dl/g时出料，待物料冷却至室温后切片处理，得到改性原料切片；
S3、熔融处理；
将步骤S2所得改性原料切片通过双螺杆挤出机熔融共混，形成原料熔体，然后将所述原料熔体投入反应釜中，并将反应釜抽真空至真空度为1-8MPa，然后将原料熔体升温150-220℃，保温15-25min，冷却至室温后，得到熔喷料；
S4、熔喷成型；
将步骤S3所得过滤后熔喷料置于熔喷螺杆挤出机中，并设置螺杆主频为5-8Hz，接收距离为150-280mm，空气压力为0.3-0.8MPa，滚筒转速为26-48r/min，设置熔喷螺杆挤出机模头温度为120-250℃，熔喷成型后即得轻质PET复合发泡材料；
步骤S2中，所述改性原料切片的熔融指数为320-980g/min，横向单位面积质量CV值小于5%；
步骤S2进行之前，将所述PET树脂、SG-2聚氯乙烯树脂、木粉、三元乙丙橡胶、羟甲基纤维素和聚乳酸混合均匀，混合后的物料预热至160-290℃后加入螺杆挤出机中造粒；
步骤S2完成后，将所述改性原料切片采用热空气干燥工艺进行干燥处理，将改性原料切片以3-5℃/min的升温速率升温至40-70℃，并保温15-25min，使改性原料切片含水率为0.5-1.2％；
步骤S3完成后，对所述熔喷料进行动态热熔，先以25-60r/min的搅拌速率搅拌熔喷料25-40min；然后以50-120r/min的搅拌速率搅拌熔喷料15-30min；
步骤S3完成后，对所述熔喷料进行过滤处理，去熔喷料中的杂质，得到过滤后熔喷料；
步骤S4中，所述熔喷螺杆挤出机为单模头挤出机，且螺杆的长径比为19-25:1；
步骤S4中，所述熔喷螺杆挤出机共设置四个温区，其中一区温度为90-120℃；二区温度为120-150℃；三区温度为150-210℃；四区温度为210-280℃。
2.根据权利要求1所述的一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,其特征在于，步骤S1完成后，将所述木粉浸泡于其60-100倍体积的去离子水中1-4h，然后球磨30-50min。
3.根据权利要求1所述的一种利用熔喷技术制备轻质PET复合发泡材料的方法,其特征在于，步骤S4完成后，将所述轻质PET复合发泡材料进行蒸汽浴拉伸，然后进行干燥处理。
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