[發明專利]一種熱塑性聚合物發泡珠粒成型體及其制備方法

有效

• 申請號: 201710566065.6
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107283711B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 馬明明;韓世輝;韓世鋒
• 申請（專利權）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: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 陳劍聰

本發明公開了一種熱塑性聚合物發泡珠粒成型體及其制備方法，制備方法包括1)將發泡級熱塑性聚合物樹脂組合物擠出造粒，制成欲發泡顆粒；2)將聚合物顆粒放在恒溫的高壓反應釜中，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)最后使樹脂顆粒發泡膨脹與模壓成型同時進行一步完成或者分開進行制得發泡珠粒成型體。制得的發泡珠粒成型體發泡倍率5?30倍，孔徑在10?500μm，密度在20?300kg/m³。

技術領域

本發明屬于新材料領域，特別涉及一種熱塑性聚合物發泡珠粒成型體及其制備方法。

背景技術

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

現有技術中公開了一種使用微波加熱制備發泡粒子的方法，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)作為發泡劑、發泡過程中不易實現連續化精確控制，發泡倍率低。其工藝復雜而且過程不環保，發泡效果不佳。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明克服現有技術的缺點，提供一種發泡倍率高，孔徑大小均一的熱塑性聚合物發泡珠粒，及一種清潔高效的制備方法。

所采用的技術方案為：

一種熱塑性聚合物發泡珠粒成型體，其發泡倍率5-30倍，孔徑在10-500μm，密度在20-300kg/m³；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的欲發泡顆粒；

2)接著將聚合物顆粒放在恒溫的高壓反應釜中，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)然后可以采用以下的任一方式制得發泡珠粒成型體：

方式一：

51)將溶脹后的聚合物顆粒加入微波模具中，通過微波加熱設備加熱，微波加熱頻率915MHz或者2450MHz、功率2-20kW，發泡時間30-300s，使樹脂顆粒發泡膨脹與模壓成型同時進行一步完成，然后冷卻脫模形成發泡珠粒成型體；或者，

方式二：

61)將溶脹后的聚合物顆通過微波發泡烘道，微波烘道頻率2450MHz或者915MHz、功率2-20kW，發泡時間30-300s，聚合物顆粒發泡膨脹，形成發泡珠粒；制得的發泡珠粒具有特殊的核殼結構，表層孔徑在100-500μm，內部孔徑在10-100μm；62)使用表面活性劑水溶液對發泡珠粒進行表面處理；63)最后將發泡珠粒加入微波模具中，通過微波加熱設備加熱，模壓成型，然后冷卻脫模形成發泡珠粒成型體。

進一步地，步驟51)和63)中微波模具材質為陶瓷、玻璃、耐高溫尼龍、聚四氟乙烯或陶土，微波模具形狀為規則立體結構或不規則立體結構。規則立體結構例如包括但不限于立方體、圓柱體、球體或錐形體。

進一步地，步驟2)中高壓反應釜內溫度為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。