CN112724382B - 一种聚酯发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚酯发泡材料及其制备方法，将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混制得聚酯发泡材料；改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和2,5‑吡啶二甲酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应得到改性聚酯；制得的聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5‑吡啶二甲酸链段，且不同聚酯链段的2,5‑吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位；对苯二甲酸链段和2,5‑吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.08～0.10；2,5‑吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子。本发明的一种聚酯发泡材料的制备方法，引入锌离子参与配位后，聚合物的交联点增加，降低聚酯的流动活化能对温度的敏感性；制得的聚酯发泡材料发泡倍率为16.3～19.7，表观密度为60.5～75.6kg/m3。

Description

一种聚酯发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚酯应用技术领域，涉及一种聚酯发泡材料及其制备方法。
背景技术
聚酯其分子链结构的高度对称性及苯环的刚性，使制品具有良好的机械加工性能、耐化学腐蚀性能和抗微生物侵蚀性能等，而且由于价格相对低廉和容易回收等优点，被广泛的应用于纤维、薄膜、塑料制品等各个领域。聚酯是一类优良的热塑性工程塑料，其熔融温度和玻璃化转变温度较髙，具有优良的耐热性，其长期使用温度可以达到120℃。具有优良的耐候性、耐化学药品性，其机械性能优良。
聚酯作为发泡材料具有以下优点：(1)PET泡沫具有很好的尺寸稳定性、良好的隔音和隔热性能，其短时间最髙工作温度度可达200℃，可在120℃高温下长期使用，远高于PE、PP等发泡塑料的工作温度；(2)PET泡沫具有出色的机械性能和抗疲劳性，其力学性能比PS、PU泡沫优良；(3)PET泡沫具有优异的阻燃、低烟、无毒性能；(4)PET泡沫具有优良的耐磨性和表面阻滞性能，对水汽、氧气、二氧化碳有良好的阻隔性；(5)PET是可回收再利用的材料，因而在经济和环境保护方面具有非常大的优势。
PET发泡材料在电子工业、缓冲包装、建筑材料、运输和风力发电等领域应用前景非常广阔。常规PET的分子链呈线性结构，熔体强度较低，且在加工中容易出现降解反应，引起分子链断裂、相对分子量降低的情况。对于发泡成型而言，在泡孔生长至定型过程中，PET较低的熔体强度难以维持泡孔结构，容易造成泡孔的塌陷以及合并。因而在PET发泡中成型中，首要条件是要提高高温下的PET的熔体强度。聚合物的熔体强度通常取决于相对分子质量、分子量分布以及分子链支化程度，相对分子质量越大，分子量分布越宽，分子链支化程度越髙，对应的熔体强度越大。因此，许多研究者采用增粘改性的方法对PET进行扩链改性，以提髙PET的熔体强度，改善其发泡性能。这些方法均不同程度的存在一定的局限性。
因此，研究一种发泡性能优异的聚酯发泡材料具有十分重要的意义。
发明内容
为了解决现有技术中提高聚酯在高温下的熔体强度存在一定的局限性问题，本发明提供一种聚酯发泡材料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种聚酯发泡材料，聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，且不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位；
对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.08～0.10；
2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子。
对于配体而言，通常使用的配体大多为羧酸类、含氮类配体：羧酸类配体中的羧基基团能与金属离子具有较强的配位及螯合能力；2,5-吡啶二甲酸属于氮杂环芳香羧酸配体，这类集合了芳香羧酸类配体和含氮杂环配体的优点，吡啶杂环因其良好的给电子和受电子能力，可以与多种金属结合形成较多的金属配合物；它具有一个闭合的大π键，N原子sp2轨道上有一对孤对电子，属于非中心对称结构，共轭的供、吸电子基团，分子内能发生电荷转移，具有较强配位能力，同时其共轭效应增加了配合物的稳定性。
锌离子形成四配位的化合物是由于其1个s轨道以及3个p轨道的能量相近，可以进行杂化，形成的sp3杂化轨道，这些杂化轨道可以容纳配位体的孤对电子，易于与氮、氧等元素配位形成稳定的配合物，形成四配位的化合物。
锌离子与2,5-吡啶二甲酸形成两个五元环结构的螯合物(螯合物是具有环状结构的配合物，通过两个或多个配位体与同一金属离子形成螯合环的螯合作用而得到)，增加了聚酯链段的流动活化能。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种聚酯发泡材料，不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000021
如上所述的一种聚酯发泡材料，聚酯发泡材料的发泡倍率为16.3～19.7，表观密度为60.5～75.6kg/m3。
高聚物熔体粘度对温度的依赖性很大，温度增加，粘度降低，熔体强度下降幅度更大。高聚物的分子量对粘度的影响很大，主要因素是，一旦高聚物长到足以产生缠结，流动就变得困难得多。但聚酯属于刚性链的分子结构，其流动活化能大，对温度非常敏感，温度升高，粘度下降的幅度较大，因此仅仅提高分子量仍然无法满足聚酯在发泡领域的要求。聚酯大分子链呈线性排列，因其链段没有比较牢固的交联节点作为支撑，常常在受热时，其粘度受到不可避免影响。而交联点可以是化学交联节点或物理交联节点，其中化学交联结构即是形成了稳固的分子内化学键，而物理交联结构包括氢键、离子键和配位键等。
金属-配体配位相互作用增强了大分子链段的分子相互作用，同时形成物理交联点，阻碍了聚合物链的运动。在氯化锌掺杂的聚酯中，Zn(Ⅱ)的一个核心周围含有两个吡啶配体，两个分子间吡啶配体的配位结构趋于促进聚合物链的聚集。金属配位键作为一种超分子作用力，具有良好的动态性，金属配位键键能约为50～200kJ/mol，其强度强于氢键(4～120kJ/mol)，仅次于共价键，被认为是很强的超分子相互作用之一。对于聚酯发泡，当温度较低时，熔体粘度和熔体强度偏高，不利于发泡；当熔体温度升高时，氢键较金属配位键先解离，表现为常规聚酯的熔体粘度和熔体强度都较大幅度的下降，易出现气泡破裂的现象；而含有金属配位键的聚酯粘度下降幅度低，并能有效地保持其熔体强度，有利于发泡倍率的提高。
本发明还提供一种聚酯发泡材料的制备方法，将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混制得聚酯发泡材料；
改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应得到改性聚酯。
如上所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，共混的温度为260～270℃；
氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的50～70mol％。
本发明采用在共混时加入金属配位剂氯化锌的方式制备聚酯发泡材料，是因为金属-配体相互作用在保持超分子键的动态可逆性的同时，可以通过以金属-配体配位键形式的可逆共价交联。即聚酯在一定的温度下，分子链段间的金属-配体交联结点较大分子缠结产生的暂时交联点难于破坏，降低聚酯的流动活化能对温度的敏感性，有利于提高聚酯的熔体强度。
如上所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.20～1.40dL/g。
如上所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，改性聚酯的制备步骤如下：
(1)酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂、消光剂和稳定剂混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为常压～0.3MPa，酯化反应的温度为250～260℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的90％以上；
(2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30～50min内由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，反应温度为250～260℃，反应时间为30～50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力100Pa以下，反应温度为270～282℃，反应时间为50～90min，制得改性聚酯。
如上所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸的摩尔比为1:1.2～2.0:0.08～0.10，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.01～0.05wt％、0.20～0.25wt％和0.01～0.05wt％。
如上所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，所述消光剂为二氧化钛，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。
如上所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，聚酯发泡材料采用超临界发泡得到，超临界发泡的工艺参数如下：
超临界温度 265℃；
超临界压力 20～25MPa；
介质 CO2；
溶胀时间 35～40min。
本发明的机理如下：
高聚物的熔体强度与熔体粘度密切相关，熔体粘度增加有利于提高高聚物的熔体强度。聚酯是一种刚性结构的大分子，其熔体粘度对温度十分敏感，当温度升高时，熔体粘度下降幅度较大，熔体强度低，发泡倍率大幅度下降；但熔体粘度过高，又不利于发泡。因此，为了满足发泡的需求，需要在熔体粘度下降的情况下保证熔体强度。而交联点和分子间作用力的增加，一方面在温度降低的情况下熔体粘度增加，从而可以大幅度地提高熔体强度；另一方面在温度升高的情况下，熔体粘度的下降情况会减缓，使得熔体强度下降幅度不至于太大，从而有利于发泡倍率的增加。
本发明中，锌离子与2,5-吡啶二甲酸形成配位键后，聚合物的交联点增加，大分子相互作用提高，在温度升高、粘度下降的情况下能有效地保持其熔体强度，有利于发泡倍率的增加及气泡的稳定，提高了聚酯的发泡性能。
有益效果
(1)本发明的一种聚酯发泡材料的制备方法，引入锌离子参与配位后，聚合物的交联点增加，降低聚酯的流动活化能对温度的敏感性，有利于提高聚酯的熔体强度；
(2)本发明的一种聚酯发泡材料，在温度升高、粘度下降的情况下能有效地保持其熔体强度，从而发泡性能优异，发泡倍率为16.3～19.7，表观密度为60.5～75.6kg/m3。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种聚酯发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性聚酯的制备；
(1.1)酯化反应；
将摩尔比为1:1.2:0.08的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂(三氧化二锑)、消光剂(二氧化钛)和稳定剂(磷酸三苯酯)混合均匀，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.02wt％、0.01wt％和0.02wt％，然后在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.25MPa，酯化反应的温度为250℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的90％；
(1.2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力480Pa，反应温度为255℃，反应时间为40min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力20Pa，反应温度为278℃，反应时间为60min，制得改性聚酯；
(2)将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混，采用超临界发泡用超临界发泡工艺，制得聚酯发泡材料；共混的温度为266℃；氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的50mol％；改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.2dL/g；
超临界发泡的工艺参数为：
超临界温度 265℃；
超临界压力 22MPa；
介质 CO2；
溶胀时间35min。
制备得到的一种聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.08；不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位，且2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子，配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000051
聚酯发泡材料的发泡倍率为16.3，表观密度为75.6kg/m3。
实施例2
一种聚酯发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性聚酯的制备；
(1.1)酯化反应；
将摩尔比为1:1.2:0.09的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂(三氧化二锑)、消光剂(二氧化钛)和稳定剂(磷酸三苯酯)混合均匀，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.01wt％、0.01wt％和0.02wt％，然后在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.25MPa，酯化反应的温度为255℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的97％；
(1.2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在35min内由常压平稳抽至绝对压力470Pa，反应温度为256℃，反应时间为36min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力30Pa，反应温度为280℃，反应时间为55min，制得改性聚酯；
(2)将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混，采用超临界发泡用超临界发泡工艺，制得聚酯发泡材料；共混的温度为268℃；氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的52mol％；改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.2dL/g；
超临界发泡的工艺参数为：
超临界温度 265℃；
超临界压力 23MPa；
介质 CO2；
溶胀时间38min。
制备得到的一种聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.09；不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位，且2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子，配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000061
聚酯发泡材料的发泡倍率为17.4，表观密度为69.2kg/m3。
实施例3
一种聚酯发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性聚酯的制备；
(1.1)酯化反应；
将摩尔比为1:1.2:0.10的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂(乙二醇锑)、消光剂(二氧化钛)和稳定剂(磷酸三甲酯)混合均匀，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％、0.02wt％和0.01wt％，然后在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.1MPa，酯化反应的温度为256℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的97％；
(1.2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力500Pa，反应温度为254℃，反应时间为44min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力100Pa，反应温度为282℃，反应时间为50min，制得改性聚酯；
(2)将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混，采用超临界发泡用超临界发泡工艺，制得聚酯发泡材料；共混的温度为268℃；氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的55mol％；改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.4dL/g；
超临界发泡的工艺参数为：
超临界温度 265℃；
超临界压力 21MPa；
介质 CO2；
溶胀时间40min。
制备得到的一种聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.1；不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位，且2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子，配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000071
聚酯发泡材料的发泡倍率为18.5，表观密度为64.3kg/m3。
实施例4
一种聚酯发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性聚酯的制备；
(1.1)酯化反应；
将摩尔比为1:1.5:0.08的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂(乙二醇锑)、消光剂(二氧化钛)和稳定剂(磷酸三甲酯)混合均匀，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.02wt％、0.02wt％和0.01wt％，然后在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.2MPa，酯化反应的温度为252℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的95％；
(1.2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30min内由常压平稳抽至绝对压力490Pa，反应温度为250℃，反应时间为50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力21Pa，反应温度为276℃，反应时间为65min，制得改性聚酯；
(2)将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混，采用超临界发泡用超临界发泡工艺，制得聚酯发泡材料；共混的温度为260℃；氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的58mol％；改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.3dL/g；
超临界发泡的工艺参数为：
超临界温度 265℃；
超临界压力 20MPa；
介质 CO2；
溶胀时间36min。
制备得到的一种聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.08；不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位，且2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子，配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000081
聚酯发泡材料的发泡倍率为17.1，表观密度为70.3kg/m3。
实施例5
一种聚酯发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性聚酯的制备；
(1.1)酯化反应；
将摩尔比为1:1.5:0.09的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂(醋酸锑)、消光剂(二氧化钛)和稳定剂(亚磷酸三甲酯)混合均匀，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.03wt％、0.03wt％和0.03wt％，然后在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.3MPa，酯化反应的温度为254℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的96％；
(1.2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在40min内由常压平稳抽至绝对压力450Pa，反应温度为252℃，反应时间为45min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力15Pa，反应温度为270℃，反应时间为90min，制得改性聚酯；
(2)将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混，采用超临界发泡用超临界发泡工艺，制得聚酯发泡材料；共混的温度为262℃；氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的60mol％；改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.3dL/g；
超临界发泡的工艺参数为：
超临界温度 265℃；
超临界压力 20MPa；
介质 CO2；
溶胀时间37min。
制备得到的一种聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.09；不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位，且2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子，配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000091
聚酯发泡材料的发泡倍率为17.9，表观密度为66.4kg/m3。
实施例6
一种聚酯发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性聚酯的制备；
(1.1)酯化反应；
将摩尔比为1:1.5:0.10的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂(醋酸锑)、消光剂(二氧化钛)和稳定剂(亚磷酸三甲酯)混合均匀，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.05wt％、0.04wt％和0.04wt％，然后在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.3MPa，酯化反应的温度为258℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的98％；
(1.2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在45min内由常压平稳抽至绝对压力440Pa，反应温度为258℃，反应时间为34min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力15Pa，反应温度为272℃，反应时间为80min，制得改性聚酯；
(2)将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混，采用超临界发泡用超临界发泡工艺，制得聚酯发泡材料；共混的温度为264℃；氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的65mol％；改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.4dL/g；
超临界发泡的工艺参数为：
超临界温度 265℃；
超临界压力 24MPa；
介质 CO2；
溶胀时间35min。
制备得到的一种聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.1；不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位，且2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子，配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000101
聚酯发泡材料的发泡倍率为18.5，表观密度为61.5kg/m3。
实施例7
一种聚酯发泡材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)改性聚酯的制备；
(1.1)酯化反应；
将摩尔比为1:2.0:0.10的对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂(醋酸锑)、消光剂(二氧化钛)和稳定剂(亚磷酸三甲酯)混合均匀，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.04wt％、0.05wt％和0.05wt％，然后在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为0.3MPa，酯化反应的温度为260℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的98％；
(1.2)缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在50min内由常压平稳抽至绝对压力410Pa，反应温度为260℃，反应时间为30min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力17Pa，反应温度为274℃，反应时间为70min，制得改性聚酯；
(2)将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混，采用超临界发泡用超临界发泡工艺，制得聚酯发泡材料；共混的温度为270℃；氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的70mol％；改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.4dL/g；
超临界发泡的工艺参数为：
超临界温度 265℃；
超临界压力 25MPa；
介质 CO2；
溶胀时间36min。
制备得到的一种聚酯发泡材料的聚酯链段包括对苯二甲酸链段、乙二醇链段和2,5-吡啶二甲酸链段，对苯二甲酸链段和2,5-吡啶二甲酸链段的摩尔比为1:0.1；不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位，且2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子，配位形成的配位结构为：
Figure BDA0002870688530000111
聚酯发泡材料的发泡倍率为19.7，表观密度为60.5kg/m3。

Claims (9)

1.一种聚酯发泡材料的制备方法，其特征在于：将改性聚酯经固相缩聚增粘后与氯化锌共混后采用超临界发泡制得聚酯发泡材料；
改性聚酯的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应得到改性聚酯；
对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸的摩尔比为1:1.2~2.0:0.08~0.10，氯化锌的用量为2,5-吡啶二甲酸的50~70mol%；
聚酯发泡材料中不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段之间经Zn2+配位；2,5-吡啶二甲酸链段参与配位的有羰基上的O原子和吡啶上的N原子；
聚酯发泡材料的发泡倍率为16.3~19.7，表观密度为60.5~75.6kg/m3。
2.根据权利要求1所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，其特征在于，共混的温度为260~270℃。
3.根据权利要求1所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，其特征在于，改性聚酯经固相缩聚增粘后的特性粘度为1.20~1.40dL/g。
4.根据权利要求1所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，其特征在于，改性聚酯的制备步骤如下：
（1）酯化反应；
将对苯二甲酸、乙二醇和2,5-吡啶二甲酸配成浆料，加入催化剂、消光剂和稳定剂混合均匀后，在氮气氛围中加压进行酯化反应，加压压力为常压~0.3MPa，酯化反应的温度为250~260℃，酯化反应的终止条件为：酯化反应中的水馏出量达到理论值的90%以上；
（2）缩聚反应；
酯化反应结束后，在负压条件下开始低真空阶段的缩聚反应，该阶段压力在30~50min内由常压平稳抽至绝对压力500Pa以下，反应温度为250~260℃，反应时间为30~50min，然后继续抽真空，进行高真空阶段的缩聚反应，使反应压力进一步降至绝对压力100Pa以下，反应温度为270~282℃，反应时间为50~90min，制得改性聚酯。
5.根据权利要求4所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，其特征在于，催化剂、消光剂和稳定剂的加入量分别为对苯二甲酸加入量的0.01~0.05wt%、0.20~0.25wt%和0.01~0.05wt%。
6.根据权利要求5所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为三氧化二锑、乙二醇锑或醋酸锑，所述消光剂为二氧化钛，所述稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯或亚磷酸三甲酯。
7.根据权利要求1所述的一种聚酯发泡材料的制备方法，其特征在于，超临界发泡的工艺参数如下：
超临界温度 265℃；
超临界压力 20~25MPa；
介质 CO2；
溶胀时间 35~40min。
8.采用如权利要求1~7任一项所述的方法制得的一种聚酯发泡材料。
9.根据权利要求8所述的一种聚酯发泡材料，其特征在于，不同聚酯链段的2,5-吡啶二甲酸链段的之间经Zn2+配位形成的配位结构为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
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