[發(fā)明專利]一種熱塑性聚合物發(fā)泡珠粒及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710566063.7
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107283710B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓世輝;馬明明;韓世鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 青島中誠高分子科技有限公司
• 主分類號: B29C44/10
• 分類號: B29C44/10;B29B9/06;B29C44/34;B29C35/08;C08J9/224;C08J9/228;C08L23/12;C08L25/06;C08L75/06;C08L75/08;B29K101/12
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 陳劍聰

本發(fā)明公開了一種熱塑性聚合物發(fā)泡珠粒及其制備方法，制備方法包括1)將發(fā)泡級熱塑性聚合物樹脂組合物擠出造粒，制成欲發(fā)泡顆粒；2)將聚合物顆粒放在恒溫的高壓反應(yīng)釜中，充入超臨界流體進行滲透、溶脹，達到擴散平衡，形成聚合物?超臨界流體均相體系；3)體系內(nèi)壓力緩慢釋放，取出溶脹后的聚合物顆粒并使用表面活性劑水溶液進行表面處理；4)通過微波發(fā)泡烘道，微波烘道頻率2450MHz或者915MHz、功率2?20kW，發(fā)泡時間30?300s，聚合物顆粒發(fā)泡膨脹，形成發(fā)泡珠粒；制得的發(fā)泡珠粒發(fā)泡倍率5?30倍，具有特殊的核殼結(jié)構(gòu)，表層孔徑在100?500μm，內(nèi)部孔徑在10?100μm。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料領(lǐng)域，特別涉及一種熱塑性聚合物發(fā)泡珠粒及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物發(fā)泡珠粒具有輕質(zhì)、緩沖、高韌、易模塑成型等特點，被廣泛應(yīng)用于包裝、體育用品、汽車等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的發(fā)泡珠粒如可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)、可發(fā)性聚乙烯(EPE)、可發(fā)性聚烯烴(EPO)等，由于耐熱等級低，已經(jīng)不能滿足高性能領(lǐng)域需求的應(yīng)用，并且傳統(tǒng)的發(fā)泡工藝往往采用有機溶劑、氟氯烴等發(fā)泡劑，對環(huán)境和制品污染嚴重。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種使用微波加熱制備發(fā)泡粒子的方法，在樹脂基材中添加微波敏化劑(氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化鈣等)、使用有機溶劑(烷烴、氯代烴、酮類、醇類、醚類、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸丁酯、丙酮、乙醚、甲苯、二甲苯、四氫呋喃等)作為發(fā)泡劑、發(fā)泡過程中不易實現(xiàn)連續(xù)化精確控制，發(fā)泡倍率低。其工藝復(fù)雜而且過程不環(huán)保，發(fā)泡效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種發(fā)泡倍率高，具有特殊核殼結(jié)構(gòu)的熱塑性聚合物發(fā)泡珠粒，及一種清潔高效的制備方法。

所采用的技術(shù)方案為：

一種熱塑性聚合物發(fā)泡珠粒，其發(fā)泡倍率5-30倍，具有特殊的核殼結(jié)構(gòu)，表層孔徑在100-500μm，內(nèi)部孔徑在10-100μm；其是通過如下制備方法制得的，該制備方法包括如下步驟：

1)將發(fā)泡級熱塑性聚合物樹脂組合物擠出造粒，切成平均粒徑在1.5-4mm、平均粒重20-40mg的欲發(fā)泡顆粒；

2)接著將聚合物顆粒放在恒溫的高壓反應(yīng)釜中，充入超臨界流體進行滲透、溶脹，達到擴散平衡，形成聚合物-超臨界流體均相體系；

3)然后體系內(nèi)壓力緩慢釋放，取出溶脹后的聚合物顆粒并使用表面活性劑水溶液進行表面處理；

4)最后通過微波發(fā)泡烘道，微波烘道頻率2450MHz或者915MHz、功率2-20kW，發(fā)泡時間30-300s，聚合物顆粒發(fā)泡膨脹，形成具有特殊核殼結(jié)構(gòu)的發(fā)泡珠粒。

進一步地，步驟2)中高壓反應(yīng)釜內(nèi)溫度為32-80℃，超臨界流體為超臨界N₂和/或CO₂，超臨界流體壓力為3.5-15MPa，溶脹滲透時間為3-6h。

進一步地，步驟3)中體系內(nèi)壓力緩慢釋放的變化范圍15MPa至0，壓力的變化速率為1-20MPa/min。

進一步地，步驟3)中表面活性劑為離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、兩性離子表面活性劑或復(fù)配表面活性劑。

進一步地，所述離子型表面活性劑為烷基磺酸鈉、烷基芳基磺酸鈉、烷基硫酸鈉、仲烷基硫酸鈉、硬脂酸、季銨化合物中的一種或幾種，非離子型表面活性劑為烷基酚類聚醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、異構(gòu)十三碳醇醚、仲醇聚醚中的一種或幾種，兩性離子表面活性劑為卵磷脂、氨基酸型、甜菜堿型中的一種或幾種，復(fù)配表面活性劑為離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、兩性離子表面活性劑中的一種或幾種相互間與其他化合物的配合使用，其它化合物為尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇、明膠、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚維酮中的一種或幾種。