[发明专利]可用于制备发泡聚酯材料的多官能化合物的母料

说明书

技术领域

本发明涉及一种能用于制备发泡芳族聚酯树脂的聚合物母料，该母料能使聚酯具有适合直接用发泡工艺制备发泡制品的流变性质，并涉及制备母料的方法。

背景技术

广泛用于大规模生产发泡聚酯制品的方法使用已具有进行发泡的固有性质的树脂品级作为原料，树脂以这种品级销售给发泡制品的生产厂。

在专利文献中，描述了适合用于生产发泡聚酯制品的聚合物母料，使用标准瓶品级的PET作为聚酯树脂原料，该品级的PET的特性粘度约为0.8-0.9dl/g。迄今发现，所述母料因为至今还不能免除的一些缺陷，没有一种母料具有工业规模的应用。

EP 0636158中描述了所述母料中的一种；该母料是通过将如均苯四酸二酐(PMDA)的二酐分布在熔融PET中获得的，在制备期间，一些PET发生支化并形成一些凝胶。因为配混组分所需要的加工温度高，PMDA在挤出机模头还发生了升华。上述问题导致发泡工艺的不稳定，产生不均匀的泡沫材料质量。PMDA的最大用量不大于母料总重量的约12％。

US 5810206中描述了另一种类型的母料。这种母料是通过在相对较高温度将PMDA分布在熔融聚烯烃中获得的，在此温度和随后发泡过程所需的温度(高至280-300℃)下，聚烯烃会发生降解。需要稳定剂来防止聚烯烃降解。这种母料在PMDA分散差和在可发泡混合物中聚烯烃的加入量高方面存在限制，这损害了发泡聚酯制品的某些特殊的特性，如热稳定性和尺寸稳定性。此外，母料因为聚烯烃的低软化点引起的粘性问题，在使用前不易干燥，该问题进一步降低了PMDA在发泡过程中的效率。

发明内容

现已惊奇地发现，能够获得不仅防止了上述问题，而且能显著改进其性能的母料。该母料是由芳族聚酯、树脂、聚烯烃和多官能化合物(下面说明)的混合物获得的，其中该混合物的聚合物组分在用于制备母料之前进行专门的处理。制备和商品化的聚酯和聚烯烃为粒状。根据本发明，对颗粒进行粉碎，获得的平均粒度小于800微米，优选小于200微米，至少80％的颗粒的粒度小于200微米。然后，将粉碎的颗粒与多官能化合物(已经是粒度小于200微米的粉末)混合，获得均匀的混合物。然后，将该混合物干燥，并用于制备母料。

在挤出的母料中，聚酯树脂和多官能化合物均匀分散在聚烯烃基质中，作为尺寸小于800微米。优选小于200微米的微区，有至少80％的颗粒的粒度小于200微米。

可以采用各种类型的研磨机对聚合物颗粒进行预处理：其中优选的一种是超离心研磨机，如由瑞斯奇(Retsch)制造和销售的瑞斯奇ZM200(Retsch ZM200)研磨机。

在该研磨机中，通过在装有叶片和固定筛的运动的转子上对颗粒进行冲击而产生的切割和剪切作用，对颗粒进行粉碎。将材料从料斗送入转子中；离心加速使物料运动撞击转子，转子以极高的速度(6000-18000rpm)旋转。再对颗粒进行粉碎，达到迫使其通过的所述尺寸的筛孔。所述类型的两步成粒是极快的，但是不会破坏聚合物的性质，因为物料在研磨室内只停留几秒。粉碎优选在低温环境中进行，以避免粉碎期间物料的温度升高。

粉碎后，将母料各组分混合，以达到均匀分布。可以使用各种粉末混合设备；其中优选的一种是卡维奇MM/2A型(Cavicchi model MM/2A)(由卡维奇s.p.a.(Cavicchi s.p.a.)制造和商品化)，是一种高速转子混合器(rotor mixer)，装有有助于达到均匀混合的固定混合元件。平均转子转速约为300rpm。

采用上述方法制备母料的第一个优点与以下事实相关，其中存在的颗粒的粒度较小，在挤出制备母料时，可以在比其他已知方法所使用的温度低得多的温度下，热量从挤出机的机筒传递到物料上，其他方法需要的温度高于200℃。聚烯烃熔融也可以进行快得多。所有组分为粉末形式的事实使得能够在没有熔融聚酯和PMDA条件下达到组分间非常好的混合。因此，能够使PET和PMDA紧密接触，因为加工温度比它们的熔融温度低得多，避免了它们之间的反应。还使PMDA均匀分布在聚烯烃的基质中，因此在制备母料期间避免了任何支化和胶凝作用，并且PMDA没有升华。此外，聚烯烃没有降解是因为使用低的挤出温度。

另一个重要的优点是因为母料中存在的PMDA为100％未反应形式，因此能以这种形式用于随后的发泡步骤。

另一个优点是，母料可以在比US 5810206所述的母料所用的温度高的温度下进行干燥，这是因为存在大量结晶的PET。

最后，因为聚烯烃的含量较低，获得的泡沫材料的热机械性能大于US 5810206的母料的热机械性能。