[发明专利]发泡PET片材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及发泡PET片材及其制备方法。

背景技术

PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂在我国有上千万吨的产量，由于产量大，价格相对稳定。前些年PET处于历史性高价，与PS(聚苯乙烯)相比没有价格优势，这限制了它在包装领域中替代PS。此外PET的密度为1.33g/cm³，比PS的密度1.05g/cm³要高许多，为此常常采用高填充或发泡方法，使得密度降低达未发泡树脂密度的50-60％，以期成本下降到可与PS竞争。值得指出的是，PET发泡后，能降低包装的重量，可减轻对环境的冲击，有利于节能减排。

在美国所有商业化的发泡PET均采用物理发泡剂，而欧洲绝大多数采用化学发泡剂。发泡片材可以吸塑成托盘，用于食品、医药或电子产品包装。物理发泡需要采用高压设备，主要难点在于设备。而化学发泡可采用通用PET片材挤出设备，投资成本低。本发明的片材主要采用化学发泡法。

化学发泡剂可分成有机和无机两类。有机化学发泡剂品种繁多，由于PET加工温度较高，主要采用高温发泡剂。最早的无机发泡剂如碳酸盐和碳酸氢盐，经过改性被效果更好的碳酸氢盐和柠檬酸体系取代。更好的发泡体系为Polycarbonic acids和碳酸盐混合物，属吸热反应型，发泡过程中可解决散热这一大问题。

发泡PET具有以下优点：

1、PET泡沫具有理想的尺寸稳定性，对O₂、CO₂和水汽良好的阻隔性，优良的耐磨性和表面阻滞性能。这些产品也具有高度的耐乙醇、油类、脂肪和稀矿物油、稀酸、稀碱、盐和肥皂。

2、具有高的闭孔率。

3、热稳定性：PET泡沫最大工作温度约200℃，而聚苯乙烯泡沫的工作温度只有70℃，聚氨酯和PVC泡沫约100℃。PET泡沫的尺寸稳定性比其它泡沫都要好。

4、机械性能：PET泡沫的机械性能比PS、PU泡沫和玻璃泡沫的要高。

5、吸水性能：吸水性比聚氨酯、发泡聚苯乙烯泡沫低，与XEPS(挤塑聚苯乙烯隔热保温板，Extruded Polystyrene Insulation)相当。

6、水汽透过率：它的水汽扩散阻止系数μ比弹性体泡沫的高10倍，比其它塑料泡沫材料的高100倍。

正是由于上述优良的阻隔性能、机械性能、耐化学品和耐热性能，发泡PET材料是食品包装的理想材料。目前PET共聚物以及特性粘数(IV，intrinsic viscosity number)大于1.0dl/g的高粘PET虽然能发泡，但成本较高。只有利用价格较低的普通瓶级PET发泡，才能获得竞争优势。但是发泡塑料的熔体粘度，对形成稳定气泡至关重要。由于粘度问题，并且没有找到合适的加工窗口，在聚合物凝固前没能让气泡充分冷却导致气泡坍塌，因此现有技术中希望利用瓶级甚至纤维级PET发泡的努力一直没有成功。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种利用瓶级PET发泡制备的PET片材，该发泡PET片材具体是由100份瓶级PET，加入0.1～40份发泡助剂和0.1～10份发泡剂混匀，挤出成型得到；

所述发泡助剂由以下重量份的原料混匀制备而成：

0.1～30份乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或核壳结构的丙烯酸酯类物质，

0.1～10份高活性多官能团物质，

10～100份载体树脂；

其中，所述核壳结构的丙烯酸酯类物质是丙烯酸或丙烯酸酯与丁苯橡胶交联的产物，而壳体材料带官能团，接枝到芯体的橡胶上，形成一种两相分离的结构；

所述载体树脂是与瓶级PET(加工温度270～310℃)的加工温度相近，耐热性较高，300℃ 10min以上不分解，具有高的流动性，熔体指数为5～150g/10min的一类树脂。例如，聚烯烃树脂(PE和PP等)、聚碳酸酯树脂、共聚酯树脂或尼龙树脂。

所述高活性多官能团物质为酸酐类(式1、式2所示)、噁唑类(式3所示)、己内酰胺类(式4所示)、环氧树脂类(式5、式6所示)、亚磷酸三苯酯(式7所示)中的至少一种。

R为C1～C8烷烃基。

式1

式2

式3

式4

式5

式6

式7

所述发泡剂可以采用PET常用发泡剂。

进一步的，所述瓶级PET的IV值为0.70～1.40dl/g。