[發明專利]由消費后的薄片制備的多孔聚酯及由其制得產品的用途

無效

• 申請號: 201110156095.2
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102352091A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: M·梅勒;J·李;J·多萊戈;H·格雷特爾
• 申請（專利權）人: 阿瑪賽爾企業有限公司
• 主分類號: C08L67/00
• 分類號: C08L67/00;C08J9/12;C08J9/14;B29B9/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

本發明涉及聚酯基發泡材料的制備，所述發泡材料由預清潔的、混合的消費后的聚酯通過在擠出過程中提升特性粘度(IV)來制備，這種材料的制備以及由其制得產品的用途。

術語“消費后的(post-consumer)”定義為重新返回到使用中的、也就是在其首次使用后被回收的材料，例如PET瓶子。

發泡聚酯聚合物，例如聚酯泡沫或聚酯海綿，在與溫度梯度的絕緣、噪聲屏蔽，振動衰減、輕型結構等相關的很多應用中具有至關重要性。聚酯的發泡以及消費后的聚酯的應用是比較新的技術，僅可以找到少量的現有技術。

M&G?Polimeri描述(EP?0866089)顯著高于標準特性粘度(IV)樹脂(IV＞1.2ml/g)對于聚酯的物理發泡是必需的，尤其是當針對低密度時。為了增強為形成發泡與防止癟泡所必要的壓力，高的粘度是必需的。

傳統上，固相聚合被用來提高分子量并進而提高粘度到所需水平。

消費后的聚酯材料的重新利用不是新穎的。例如，使用消費后的原材料已經制造出模塑的固體和高密度片材。

CH686082與JP2000169613描述了這類產品的制備，但是僅限于模塑制品，這是因為在此過程中消費后的聚酯所能達到的低的特性粘度。

此外，消費后的聚酯、聚丙烯與填料的混合物可以用來使聚酯發泡(參見JP2001129867)，但是，消費后的聚酯的可能用量是非常有限的。

JP2003165861描述了利用消費后的材料使得聚酯樹脂膨脹，但是僅限于使用熔體流動速率(MFR)＜＝20g/10分鐘的增稠劑來提高特性粘度到所需水平的附加條件下，使用化學發泡劑。

上述方法中，不允許使用大量的消費后的聚酯，并且/或者與原始(virgin，或未消費的)聚酯材料相比，導致機械性能下降。

已經做了一些通過固相聚合來提高消費后的聚酯的特性粘度的工作，例如US6130261描述了通過稠化以及隨后干燥材料來進行聚酯泡沫的回收，但是該方法需要花費幾小時，僅限于發泡聚酯作為基體材料。

眾所周知，由于聚酯的機械與熱降解，擠出會降低特性粘度，這對于發泡而言是有害的。這使得使用消費后的聚酯非常困難，尤其對于需要高的特性粘度的發泡過程而言。

出人意料地發現，在泡沫擠出之前增加消費后的聚酯的擠出步驟，可以引起良好的發泡，與用原始聚酯材料制得的泡沫相當。

為了實現這個，消費后的聚酯需要預清潔掉灰塵與水分，然后在擠出機中混合和過濾。在這個步驟中，水分和氧氣能夠通過融化脫氣除去，以防止材料進一步氧化和水解。另外，還可以加入鏈延長添加劑(chain?extending?additive)以提高特性粘度。隨后進行造粒。

在隨后的泡沫擠出過程中，需要加入鏈延長添加劑以提高特性粘度到1.2ml/g以上的水平。另外，還可以加入其他的添加劑，如成核劑、阻燃劑等，以調整泡沫的性能。

本發明關注發泡樹脂或樹脂混合物，其中大部分聚合物是由消費后的材料組成，例如清洗過的PET瓶子薄片。不同種類的消費后的原料會被評估并以不同的含量使用。在這個過程中，使用了活性添加劑(RA)，它在擠出時通過鏈延長與側鏈支化以提高粘度(在歐洲專利申請09006678.8中描述為鏈延長濃縮)。在所述專利申請中，對這個過程的化學做了更詳細的描述。

在所有下面的實驗中，使用了來自Berstorff的改進的雙螺桿擠出機。為了使PET發泡，擠出機安裝了特殊的螺桿，具有大于2.0的壓縮比和大于28的L/D。另外，為了防止氣體從注射區域逆向倒流，需要使用反向元件。并且，在定量給料區域使用的進料管裝備了能夠控制振動頻率的振動裝置。這可以保證穩定進料無定形的消費后的聚酯瓶子薄片，并防止材料的橋接。

在熔融區域之后，在高壓下注入物理發泡劑，隨后，熔體通過螺桿元件和靜態混合器進行混合。通過調整發泡劑的用量以達到目標密度。在擠出時，將發泡劑與聚合物的共混物冷卻到接近結晶溫度，并且，需要通過控制樹脂粘度和共混物的溫度來維持足夠的壓力。

在反應中，使用不同含量的活性添加劑(RA)以調節粘度和壓力到足夠的水平(典型地在擠出機機頭測量最小60巴)。當共混物從擠出機出來時，壓力的快速下降導致聚合物的快速發泡，其中泡沫的尺寸由具體的成核劑的用量控制：成核劑可以是無機材料、在這種情況下包含滑石的母粒、有機材料或氣相材料。另外，在需要阻燃性能的應用中，還可以添加阻燃劑，如磷酸鹽、鹵素、硼酸鹽、三聚氰胺或含有相似物的組分。泡沫隨后被冷卻，然后在實驗室進行分析。在注入擠出機之前，所有的原料都要干燥至含有低于100ppm的水。