[發明專利]一種用于珠粒發泡的支化共聚酯及其制備方法

有效

• 申請號: 202110429932.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113150256B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 李金隆;冉啟迪;王松林;朱楷
• 申請（專利權）人: 浙江恒逸石化研究院有限公司
• 主分類號: C08G63/20
• 分類號: C08G63/20;C08G63/78;C08J9/12;C08L67/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明涉及聚酯合成加工技術領域，針對現有聚酯發泡過程加工難度大及發泡倍率低的問題，公開了一種用于珠粒發泡的支化共聚酯及其制備方法，按質量份計包含如下組分：對苯二甲酸100份、乙二醇50~100份、共聚單體10~50份、支化劑0.1~2份、催化劑0.02~0.12份、添加劑0.01~2份。本發明中乙二醇與共聚單體添加比例為1~4：1，并且可通過調節該添加比例控制共聚酯的無規性、加工溫度及發泡性能。本發明的另一個方面在于通過在聚合反應階段加入支化劑，使共聚酯內部產生支化結構，增加其熔體強度及熔體粘度，用于生產具有優良發泡性能的發泡制品，本方法得到的泡沫密度更低，操作方法更簡單節能。

技術領域

本發明涉及聚酯合成加工技術領域，尤其涉及一種用于珠粒發泡的支化共聚酯及其制備方法。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)與其它聚合物相比，其分子結構具有較強的剛性，因此，其發泡材料具有較高的強度質量比，適合做三明治結構的夾芯材料滿足輕量化的需求。此外，發泡材料有更好的隔熱性能，再加上PET本身就具有耐油耐高溫、耐化學腐蝕、易回收等特性，因此，發泡PET在包裝、冰箱內板、墻體保溫、冷鏈物流、汽車、航天工業等領域具有很大的應用前景。

與聚苯乙烯等無定型高分子材料不同，聚酯熔點較高，結晶度較高，熔體強度較低，發泡工藝窗口窄。無定型高分子材料熔程較寬，可通過控制溫度來獲得適應于發泡工藝的高熔體粘彈性。與此相反，PET為線型結晶性高分子材料且高溫下易降解，工業級PET產品分子量分布較窄，在達到熔點以上溫度后熔體粘度和熔體強度急劇下降，在氣泡脹大過程中不能將氣體保持在熔體內而導致泡孔破裂，而在降溫過程結晶固化之前，又無法充分冷卻以避免中心泡孔塌陷，因此，常規聚酯樹脂發泡有著先天的缺陷。

目前，提高聚酯熔體強度和熔體粘彈性常用以下兩種方法：一、采用固相增粘的方法，通過提高聚酯聚合度即分子量以提高熔體強度，特性粘度能達到1.0以上；二、采用支化反應的方法，在擠出加工過程中加入多官能團擴鏈劑，通過增加鏈長和引入支化結構來提高熔體強度。但以上兩種方法均有其不足之處：方法一，聚酯分子的直鏈型結構并沒有改變，加工時熔體強度和粘彈性提高有限，且固相增粘時間長、能耗高、效率低，產品易因副反應而發黃；方法二，擴鏈劑因其作用原理是與聚酯端基發生化學反應，故而種類受原料的限制較大，并且其改性效果對添加量、設備和工藝條件較為敏感，使用條件苛刻。因此，采用以上兩種后加工方式得到可發泡聚酯都具有一定的局限性，工藝較為繁瑣。

專利CN102993421A提供了一種可發泡聚對苯二甲酸乙二醇共聚酯的制備方法，其特征在于：所述酯化反應中加入了除對苯二甲酸、乙二醇外的其他二元酸、二元醇以及含有兩個以上官能團的多元酸、多元酸酐或多元醇，其中乙二醇與其他二醇添加比例為3～5:1。此種方法制備的共聚酯可應用于擠出發泡，但其仍具有結晶結構，熔點均在200℃以上，加工溫度仍然較高，發泡倍率有限。專利EP2567799A1提供了一種聚酯發泡珠粒的制備方法，將瓶級PET與成核劑、擴鏈劑PMDA混合，加入發泡劑環戊烷，通過雙螺桿擠出機進行反應擠出發泡，并在水下切粒得到發泡珠粒，此種方法技術門檻較高，加工方式復雜，能耗較高。綜上所述，目前PET發泡以反應擠出發泡為主流方法，且加工溫度普遍較高。

發明內容

本發明是為了克服現有聚酯發泡過程加工難度大及發泡倍率低的問題，提供一種可直接用于珠粒發泡的支化共聚酯及其制備方法，本發明的共聚酯加入了其他二醇單體共聚，破壞了聚酯的鏈段規整性和結晶性能，拓寬了熔融區間，加工溫度大大降低，發泡窗口擴大。本發明中乙二醇與共聚單體添加比例為1～4：1，并且可通過調節該添加比例控制共聚酯的無規性、加工溫度及發泡性能。本發明的另一個方面在于通過在聚合反應階段加入支化劑，使共聚酯內部產生支化結構，增加其熔體強度及熔體粘度，用于生產具有優良發泡性能的發泡制品，本方法得到的泡沫密度更低，操作方法更簡單節能。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于珠粒發泡的支化共聚酯，按質量份計包含如下組分：

對苯二甲酸 100份