CN114479167A - 一种pet发泡板材的制备方法及其制备的板材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PET发泡板材的制备方法及其制备的板材，应用在PET板材领域，其技术方案要点是：包括如下步骤：S1、将PET树脂与热塑性膨胀微球混合均匀；S2、混合好的材料送入螺杆挤出机进行挤出；S3、挤出后的材料送至压延机内进行压延；S4、最后送入恒温室中逐级冷却至室温，得到所述一种PET发泡板材；具有的技术效果是：采用热塑性膨胀微球作为PET的发泡剂制得PET发泡板材，在发泡过程中没有气体溢出，而且是吸热反应，避免了过度反应热带来的泡孔发脆问题；同时利用恒温室的逐级冷却操作，可避免膨胀微球外壳在成型前由于内部气压变化导致的收缩甚至破裂，使成型后板材内部的膨胀微球饱满均匀，可有效提高板材的耐热性和力学强度。
Description
技术领域
本发明涉及PET材料领域，特别涉及一种PET发泡板材的制备方法及其制备的板材。
背景技术
PET （Polyethylene terephthalate）是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET发泡板材是在聚对苯二甲酸乙二醇酯里边加入发泡剂经挤出工艺制得，其具有良好的耐热性、力学强度及环保性能，因此在建筑、车辆、屋顶隔热材料、运动器材、风能等领域被广泛应用。
现在的PET发泡板通常采用在聚对苯二甲酸乙二醇酯中同时加入白发泡剂和黄发泡剂配合的方法制得，白发泡剂一般是无机发泡剂如：碳酸氢钠之类；黄发泡剂一般是有机发泡剂AC；白发泡剂的发泡反应是吸热反应，发泡温度低但是发泡倍率低，黄发泡剂的发泡反应是放热反应，发泡温度高但是发泡倍率低，两种发泡剂存在着协同效应，是目前制得PET发泡板材的主要方法，但是使用黄发泡剂存在着严重的环保问题（释放含氮气体）以及反应热过大导致泡孔发脆的问题，在很大程度上制约了发泡板材的生产和性能。
因此，有必要提供一种能避免反应热过大，提高所得PET发泡板品质且简单环保的新型PET发泡板技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种PET发泡板材的制备方法及其制备的板材，其优点是能避免反应热过大导致泡孔发脆的问题，提高所得PET发泡板品质且简单环保的新型PET发泡板技术。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种PET发泡板材的制备方法，包括如下步骤：
S1、将PET树脂与热塑性膨胀微球混合均匀；
S2、将S1中混合好的PET树脂与热塑性膨胀微球送入螺杆挤出机进行挤出；
S3、将S2挤出后的材料送至压延机内进行压延，制备板材；
S4、将S3制备好的板材送入恒温室中逐级冷却至室温，得到所述一种PET发泡板材；所述恒温室冷却时温度降速为2-5℃/min，初始温度与S3中压延机压延温度相同。
本发明采用热塑性膨胀微球作为PET的发泡剂制得PET发泡板材，热塑性膨胀微球是一种热塑性空心高分子聚合物微球，由热塑性聚合物外壳和封入的二氧化碳气体组成，送入螺杆挤出机进行挤出加热膨胀微球时，壳内气体压力增加并且热塑性外壳软化，从而使膨胀微球体积显著增加；当在恒温室中逐级冷却时，膨胀微球外壳再次变硬，体积固定，从而制得PET发泡板材，且本发明的逐级冷却并不是骤然降温的过程，可避免膨胀微球外壳在成型前由于内部气压变化导致的收缩甚至破裂，使成型后板材内部的膨胀微球饱满均匀，可有效提高板材的耐热性和力学强度；本发明所述的一种PET发泡板材的制备方法在发泡过程中没有气体溢出，而且是吸热反应，也避免了过度反应热带来的泡孔发脆问题。
本发明进一步设置为，所述S1中PET树脂与热塑性膨胀微球通过物料混合机进行混合。
本发明进一步设置为，所述S1中按重量份配比，PET树脂为80～100份，热塑性膨胀微球为5～20份。
本发明进一步设置为，所述热塑性膨胀微球内部填充有CO2气体，外壳为不透气热塑性聚合物外壳。
CO2的导热性低，冷却时温度不会快速下降，配合恒温室的逐级冷却操作，可有效保证膨胀微球的成型。
本发明进一步设置为，所述热塑性膨胀微球粒径为1～10um。
本发明进一步设置为，所述S2中螺杆挤出机的螺杆转速为30～50r/min，口模连接器温度为260～275℃，口模温度260～270℃。
本发明进一步设置为，所述S3中压延机为三辊压延机，辊距为110～130丝，温度为170～175℃。
一种如所述的一种PET发泡板材的制备方法得到的板材。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用热塑性膨胀微球作为PET的发泡剂制得PET发泡板材，在发泡过程中没有气体溢出，而且是吸热反应，避免了过度反应热带来的泡孔发脆问题；
2.本发明采用恒温室的逐级冷却操作，可避免膨胀微球外壳在成型前由于内部气压变化导致的收缩甚至破裂，使成型后板材内部的膨胀微球饱满均匀，可有效提高板材的耐热性和力学强度；
3.本发明采用CO2气体作为热塑性膨胀微球的内部填充，导热性低，冷却时温度不会快速下降，配合恒温室的逐级冷却操作，可有效保证膨胀微球的成型，同时对所得材料的防火性能也具有一定程度上的提升。
具体实施方式
以下对于本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例中的一种PET发泡板材的制备方法所用原料按重量份配比为PET树脂95份，热塑性膨胀微球5份。
制备方法，包括如下步骤：
S1、自动计量机将将PET树脂与热塑性膨胀微球按照预设比例称量好后通过物料混合机混合均匀，其中热塑性膨胀微球粒径为1～10um；
S2、将S1中混合好的PET树脂与热塑性膨胀微球送入螺杆挤出机进行挤出，螺杆转速为40r/min，口模连接器温度为265℃，口模温度270℃；
S3、将S2挤出后的材料送至三辊压延机内进行压延，辊距为110丝，温度为170℃，制备板材；
S4、将S3制备好的板材送入恒温室中逐级冷却至室温，温度降速为3℃/min，得到所述一种PET发泡板材。
实施例2：
本实施例中的一种PET发泡板材的制备方法所用原料按重量份配比为PET树脂90份，热塑性膨胀微球10份。
制备方法，包括如下步骤：
S1、自动计量机将将PET树脂与热塑性膨胀微球按照预设比例称量好后通过物料混合机混合均匀，其中热塑性膨胀微球粒径为1～10um；
S2、将S1中混合好的PET树脂与热塑性膨胀微球送入螺杆挤出机进行挤出，螺杆转速为45r/min，口模连接器温度为275℃，口模温度270℃；
S3、将S2挤出后的材料送至三辊压延机内进行压延，辊距为110丝，温度为170℃，制备板材；
S4、将S3制备好的板材送入恒温室中逐级冷却至室温，温度降速为4℃/min，得到所述一种PET发泡板材。
实施例3：
本实施例中的一种PET发泡板材的制备方法所用原料按重量份配比为PET树脂80份，热塑性膨胀微球20份。
制备方法，包括如下步骤：
S1、自动计量机将将PET树脂与热塑性膨胀微球按照预设比例称量好后通过物料混合机混合均匀，其中热塑性膨胀微球粒径为1～10um；
S2、将S1中混合好的PET树脂与热塑性膨胀微球送入螺杆挤出机进行挤出，螺杆转速为50r/min，口模连接器温度为270℃，口模温度270℃；
S3、将S2挤出后的材料送至三辊压延机内进行压延，辊距为110丝，温度为170℃，制备板材；
S4、将S3制备好的板材送入恒温室中逐级冷却至室温，温度降速为5℃/min，得到所述一种PET发泡板材。
对比例1：
本对比例中的PET发泡板材按重量份配比包括如下材料，95份PET树脂，2份AC发泡剂，3份碳酸氢钠；制备方法包括如下步骤：
S1、按配料量将PET树脂、AC发泡剂和碳酸氢钠投入到高速捏合机内，在高速捏合机内混合均匀，当温度超过110℃时，将混合料进行冷却；
S2、将已冷却的混合料投入到二辊炼塑机内进行初炼加工，加工温度为170-180℃，时间为2-3分钟；
S3、将初炼加工完成后的混合料进行精炼加工，加工温度为170-180℃，时间为2-3分钟；
S4、将上述精炼加工完成后的混合料送至三辊塑料压延机内进行压延，辊距为110丝，温度为170℃，空冷后得到板材。
对比例2：
本对比例中的PET发泡板材按重量份配比包括如下材料，95份PET树脂， 5份热塑性膨胀微球，制备方法包括如下步骤：
S1、自动计量机将将PET树脂与热塑性膨胀微球按照预设比例称量好后通过物料混合机混合均匀，其中热塑性膨胀微球粒径为1～10um；
S2、将S1中混合好的PET树脂与热塑性膨胀微球送入螺杆挤出机进行挤出，螺杆转速为50r/min，口模连接器温度为270℃，口模温度270℃；
S3、将S2挤出后的材料送至三辊压延机内进行压延，辊距为110丝，温度为170℃，制备板材；
S4、将S3制备好的板材空冷至室温，得到所述一种PET发泡板材。
本发明将实施例1-3，对比例1和2的所得产品进行了力学性能测试，具体结果如表1所示，对比例1采用常规的在聚对苯二甲酸乙二醇酯中同时加入白发泡剂和黄发泡剂配合的方法制得，可见相对于本发明所得产品而言，其力学性能均有不同程度的下降；对比例2相对于实施例1而言，其改变的点在于对比例2采用常规冷却，从数据上来看其比重相对于实施例1而言虽然成分配比相同，但对比例2所得产品的比重却高于实施例1，可见其膨胀微球在膨胀开后的冷却过程中有一定程度的收缩，因此造成比重的上升，同时这种收缩也影响到了握钉力、拉伸强度以及悬臂列冲击强度，在实施例1的基础上均有不同程度的降低。
本发明采用热塑性膨胀微球作为PET的发泡剂制得PET发泡板材，热塑性膨胀微球是一种热塑性空心高分子聚合物微球，由热塑性聚合物外壳和封入的二氧化碳气体组成，送入螺杆挤出机进行挤出加热膨胀微球时，壳内气体压力增加并且热塑性外壳软化，从而使膨胀微球体积显著增加；当在恒温室中逐级冷却时，膨胀微球外壳再次变硬，体积固定，从而制得PET发泡板材，且本发明的逐级冷却并不是骤然降温的过程，可避免膨胀微球外壳在成型前由于内部气压变化导致的收缩甚至破裂，使成型后板材内部的膨胀微球饱满均匀，可有效提高板材的耐热性和力学强度；同时CO2气体作为热塑性膨胀微球的内部填充，导热性低，冷却时温度不会快速下降，配合恒温室的逐级冷却操作，可有效保证膨胀微球的成型，同时对所得材料的防火性能也具有一定程度上的提升。本发明所述的一种PET发泡板材的制备方法在发泡过程中没有气体溢出，而且是吸热反应，也避免了过度反应热带来的泡孔发脆问题。
| 样品个数 | 比重 | 握钉力 | 拉伸强度 | 悬臂列冲击强度 | |
| 实施例1 | 30 | 0.65g/cm3 | 1500N | 37Mpa | 5.5Kj/m2 |
| 实施例2 | 30 | 0.29 g/cm3 | 1350N | 35Mpa | 4.3Kj/m2 |
| 实施例3 | 30 | 0.21 g/cm3 | 1300N | 34Mpa | 4.8Kj/m2 |
| 对比例1 | 30 | 0.46g/cm3 | 970N | 24Mpa | 2.8Kj/m2 |
| 对比例2 | 30 | 0.69 g/cm3 | 1450N | 35Mpa | 5.1Kj/m2 |
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种PET发泡板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将PET树脂与热塑性膨胀微球混合均匀；
S2、将S1中混合好的PET树脂与热塑性膨胀微球送入螺杆挤出机进行挤出；
S3、将S2挤出后的材料送至压延机内进行压延，制备板材；
S4、将S3制备好的板材送入恒温室中逐级冷却至室温，得到所述一种PET发泡板材；所述恒温室冷却时温度降速为2-5℃/min，初始温度与S3中压延机压延温度相同。
2.根据权利要求1所述的一种PET发泡板材的制备方法，其特征在于，所述S1中PET树脂与热塑性膨胀微球通过物料混合机进行混合。
3.根据权利要求1所述的一种PET发泡板材的制备方法，其特征在于，所述S1中按重量份配比，PET树脂为80～100份，热塑性膨胀微球为5～20份。
4.根据权利要求1所述的一种PET发泡板材的制备方法，其特征在于，所述热塑性膨胀微球内部填充有CO2气体，外壳为不透气热塑性聚合物外壳。
5.根据权利要求3所述的一种PET发泡板材的制备方法，其特征在于，所述热塑性膨胀微球粒径为1～10um。
6.根据权利要求1所述的一种PET发泡板材的制备方法，其特征在于，所述S2中螺杆挤出机的螺杆转速为30～50r/min，口模连接器温度为260～275℃，口模温度260～270℃。
7.根据权利要求1所述的一种PET发泡板材及其制备方法，其特征在于，所述S3中压延机为三辊压延机，辊距为110～130丝，温度为170～175℃。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的一种PET发泡板材的制备方法得到的板材。
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