CN114230846A - 一种pes发泡材料的超临界发泡工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发泡材料技术领域,具体涉及一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,本发明利用聚醚砜的醚基使聚合物链节在熔融状态时具有良好的流动性,易于成型加工的特点,加入改性碳酸钙和玻璃纤维造粒后,再以滑石粉和SiO2为成核剂进行氮气/氩气混合气的超临界发泡,制得了一种轻质、高强、耐老化、耐高温的PES发泡材料,可广泛应用于可用于航空、船舶、潜水、赛车、医学、雷达罩等高端领域。
Description
技术领域
本发明涉及发泡材料技术领域,具体涉及一种PES发泡材料的超临界发泡工艺。
背景技术
泡沫材料是一种新型复合材料,不仅质量轻,省材料,比强度高,而且具有优良的隔热、隔声、缓冲等性能,因此在工业、农业、包装业、交通运输、日用品甚至IT以及航空航天、可控膜分离等高新技术领域都有着广泛的应用。特别是在航空航天领域,发泡材料可以应用于飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,航空航天发泡材料的高性能主要是:轻质、高强、高模、高韧、耐高温、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等性能。
聚醚砜树脂(PES)是英国ICI公司在1972年开发的一种综合性能优异的热塑性高分子材料,是得到应用的为数不多的特种工程塑料之一。它具有优良的耐热性能、物理机械性能、绝缘性能等,特别是具有可以在高温下连续使用和在温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定等突出优点,在许多领域已经得到广泛应用,但目前尚未有该材料的发泡工艺。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种PES发泡材料的超临界发泡工艺。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,它包括以下步骤:
步骤一:聚醚砜PES进行干燥;
步骤二:将聚醚砜PES与改性碳酸钙、玻璃纤维在260℃-360℃进行熔融造粒;
步骤三:将造粒后的聚醚砜PES与滑石粉、SiO2混合,加热至熔融状态使之混合均匀,通过注塑或挤出工艺制备子胚;
步骤四:将所述子胚置于高压釜内并密封,往高压釜内通入氮气/氩气混合气并加压加热至所述子胚所需的熔融饱和状态并保压一定时间后,再透过快速卸压得PES发泡材料。
步骤一中将聚醚砜PES干燥到含水量小于0.03%。
步骤二中聚醚砜PES、改性碳酸钙、玻璃纤维的重量比为100:(0.1-0.5):(0.1-0.5)。
步骤二中改性碳酸钙为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯偶联剂改性的碳酸钙;所述玻璃纤维采用的是在拉丝过程中加入聚醋酸乙烯酯浸润剂浸润后的玻璃纤维。
步骤三中造粒后的聚醚砜PES、滑石粉、SiO2的重量比为100:(1-3):(1-3)。
步骤四中氮气和氩气的体积比为3:1。若子胚已有外观造型,透过混入氩气更能得到稳定尺寸的发泡材料。
步骤四中加压时的压强为15-30MPa,温度为150-200摄氏度,保压的时间为2-3小时,卸压的时间为10-60秒。
本发明的有益效果:本发明利用聚醚砜的醚基使聚合物链节在熔融状态时具有良好的流动性,易于成型加工的特点,加入改性碳酸钙和玻璃纤维造粒后,再以滑石粉和SiO2为成核剂进行氮气/氩气混合气的超临界发泡,制得了一种轻质、高强、耐老化、耐高温的PES发泡材料,可广泛应用于可用于航空、船舶、潜水、赛车、医学、雷达罩等高端领域。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,它包括以下步骤:
步骤一:聚醚砜PES进行干燥;
步骤二:将聚醚砜PES与改性碳酸钙、玻璃纤维进行熔融造粒;
步骤三:将造粒后的聚醚砜PES与滑石粉、SiO2混合,加热至熔融状态使之混合均匀,通过注塑或挤出工艺制备子胚;
步骤四:将所述子胚置于高压釜内并密封,往高压釜内通入氮气/氩气混合气并加压加热至所述子胚所需的熔融饱和状态并保压一定时间后,再透过快速卸压得PES发泡材料。
步骤一中将聚醚砜PES干燥到含水量小于0.03%。
步骤二中聚醚砜PES、改性碳酸钙、玻璃纤维的重量比为100:0.1:0.1。
步骤二中改性碳酸钙为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯偶联剂改性的碳酸钙;所述玻璃纤维采用的是在拉丝过程中加入聚醋酸乙烯酯浸润剂浸润后的玻璃纤维。
步骤三中造粒后的聚醚砜PES、滑石粉、SiO2的重量比为100:1:1。
步骤四中氮气和氩气的体积比为3:1。
步骤四中加压时的压强为15MPa,温度为150摄氏度摄氏度,保压的时间为2小时,卸压的时间为10秒。
采用ASTM的方法,采用本实施例工艺制得的PES发泡材料比未发泡的PES质量减轻23%,冲击强度提高48%,比冲击强度提高90%;另外,使用温度提高3%,耐老化性提高4%。
实施例2
一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,它包括以下步骤:
步骤一:聚醚砜PES进行干燥;
步骤二:将聚醚砜PES与改性碳酸钙、玻璃纤维进行熔融造粒;
步骤三:将造粒后的聚醚砜PES与滑石粉、SiO2混合,加热至熔融状态使之混合均匀,通过注塑或挤出工艺制备子胚;
步骤四:将所述子胚置于高压釜内并密封,往高压釜内通入氮气/氩气混合气并加压加热至所述子胚所需的熔融饱和状态并保压一定时间后,再透过快速卸压得PES发泡材料。
步骤一中将聚醚砜PES干燥到含水量小于0.03%。
步骤二中聚醚砜PES、改性碳酸钙、玻璃纤维的重量比为100:0.2:0.3。
步骤二中改性碳酸钙为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯偶联剂改性的碳酸钙;所述玻璃纤维采用的是在拉丝过程中加入聚醋酸乙烯酯浸润剂浸润后的玻璃纤维。
步骤三中造粒后的聚醚砜PES、滑石粉、SiO2的重量比为100:2:2。
步骤四中氮气和氩气的体积比为3:1。
步骤四中加压时的压强为25MPa,温度为180摄氏度,保压的时间为2.5小时,卸压的时间为20秒。
采用ASTM的方法,采用本实施例工艺制得的PES发泡材料比未发泡的PES质量减轻25%,冲击强度提高50%,比冲击强度提高91%;另外,使用温度提高5%,耐老化性提高4%。
实施例3
一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,它包括以下步骤:
步骤一:聚醚砜PES进行干燥;
步骤二:将聚醚砜PES与改性碳酸钙、玻璃纤维进行熔融造粒;
步骤三:将造粒后的聚醚砜PES与滑石粉、SiO2混合,加热至熔融状态使之混合均匀,通过注塑或挤出工艺制备子胚;
步骤四:将所述子胚置于高压釜内并密封,往高压釜内通入氮气/氩气混合气并加压加热至所述子胚所需的熔融饱和状态并保压一定时间后,再透过快速卸压得PES发泡材料。
步骤一中将聚醚砜PES干燥到含水量小于0.03%。
步骤二中聚醚砜PES、改性碳酸钙、玻璃纤维的重量比为100:0.5:0.4。
步骤二中改性碳酸钙为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯偶联剂改性的碳酸钙;所述玻璃纤维采用的是在拉丝过程中加入聚醋酸乙烯酯浸润剂浸润后的玻璃纤维。
步骤三中造粒后的聚醚砜PES、滑石粉、SiO2的重量比为100:3:1。
步骤四中氮气和氩气的体积比为3:1。
步骤四中加压时的压强为30MPa,温度为200摄氏度,保压的时间为2小时,卸压的时间为40秒。
采用ASTM的方法,采用本实施例工艺制得的PES发泡材料比未发泡的PES质量减轻30%,冲击强度提高55%,比冲击强度提高92%;另外,使用温度提高5%,耐老化性提高6%。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤一:聚醚砜PES进行干燥;
步骤二:将聚醚砜PES与改性碳酸钙、玻璃纤维进行熔融造粒;
步骤三:将造粒后的聚醚砜PES与滑石粉、SiO2混合,加热至熔融状态使之混合均匀,通过注塑或挤出工艺制备子胚;
步骤四:将所述子胚置于高压釜内并密封,往高压釜内通入氮气/氩气混合气并加压加热至所述子胚所需的熔融饱和状态并保压一定时间后,再透过快速卸压得PES发泡材料。
2.据权利要求1所述的一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,其特征在于:步骤一中将聚醚砜PES干燥到含水量小于0.03%。
3.据权利要求1所述的一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,其特征在于:步骤二中聚醚砜PES、改性碳酸钙、玻璃纤维的重量比为100:(0.1-0.5):(0.1-0.5)。
4.据权利要求1所述的一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,其特征在于:步骤二中改性碳酸钙为异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯偶联剂改性的碳酸钙;所述玻璃纤维采用的是在拉丝过程中加入聚醋酸乙烯酯浸润剂浸润后的玻璃纤维。
5.据权利要求1所述的一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,其特征在于:步骤三中造粒后的聚醚砜PES、滑石粉、SiO2的重量比为100:(1-3):(1-3)。
6.据权利要求1所述的一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,其特征在于:步骤四中氮气和氩气的体积比为3:1。
7.据权利要求1所述的一种PES发泡材料的超临界发泡工艺,其特征在于:步骤四中加压时的压强为15-30MPa,温度为150-200摄氏度,保压的时间为2-3小时,卸压的时间为10-60秒。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220325 |
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