[发明专利]一种超临界二氧化碳发泡材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种临界二氧化碳发泡材料及其制备方法和应用。该超临界二氧化碳发泡材料的原料组成包括：80份‑100份的PET、1份‑10份二氧化碳发泡剂、0.1份‑4份扩链剂、0.1份‑10份成核剂。本发明还提供了上述发泡材料的制备方法。本发明的超临界二氧化碳发泡材料可以用于军工、医疗、航空、船舶、电子、汽车、仪器、电源等领域。

技术领域

本发明涉及一种发泡材料，尤其涉及一种超临界二氧化碳发泡材料，属于发泡材料技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)发泡是一种新型发泡材料，具有质轻、无毒、无臭，吸水性低等优点，其凭借自身优异的刚度及力学性能被广泛应用于风电、汽车、船舶及航空航天领域。

但是，目前市场上的发泡材料是将PET和其他原辅材料烘干后，在双螺杆挤出机内和扩链剂进行改性，采用的发泡剂大多数为环戊烷。该套技术PET需要分两次进行挤出，能耗高，且经过二次加工后存在一定程度的降解风险，这容易导致材料性能减弱，从而影响最终物理性能；另外，环戊烷属于易燃易爆化工品，使用过程中存在安全隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种工艺流程短、能耗低、产量高的发泡材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种高强度、高模量的二氧化碳发泡材料。

为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种超临界二氧化碳发泡材料，该超临界二氧化碳发泡材料的原料组成包括以下重量组分：80份-100份的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、 1份-10份二氧化碳发泡剂、0.1份-4份扩链剂、0.1份-10份成核剂。

在本发明的一具体实施方式中，采用的二氧化碳发泡剂包括超临界二氧化碳。以超临界二氧化碳为发泡剂安全环保，同时，特定的超临界二氧化碳与其他特定原料组成协同作用，使得该发泡材料泡孔均匀，具有较高的强度和模量。

在本发明的一具体实施方式中，采用的扩链剂包括均异氰酸酯、双酰亚胺酯、双环羧酸酐、双环氧乙烷化合物、双环亚胺醚化合物、内酰胺化合物中的一种或几种的组合。

在本发明的一具体实施方式中，采用的成核剂包括滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑、云母中的一种或几种的组合。

为了实现上述技术目的，本发明还提供了上述超临界二氧化碳发泡材料的制备方法，其中，该制备方法包括：

将PET、扩链剂、成核剂干燥后投入双螺杆挤出机挤出；

塑化后，在双螺杆挤出机套筒上，注压二氧化碳发泡剂至套筒内，模具成型，制得超临界二氧化碳发泡材料。

在本发明的一具体实施方式中，双螺杆挤出时，顺次排布的12个温度区，一区温度为 30℃-80℃，二区温度为240℃-280℃，三区温度为240℃-280℃，四区温度为240℃-280℃，五区温度为240℃-280℃，六区温度为240℃-280℃，七区温度为230℃-260℃，八区温度为 230℃-260℃，九区温度为230℃-260℃，十区温度为230℃-260℃，十一区温度为230℃-260℃，十二区温度为230℃-260℃。

在本发明的一具体实施方式中，双螺杆挤出时，模具温度为220℃-280℃，螺杆转速 30r/min-100r/min。

本发明的超临界二氧化碳发泡材料可以用于军工、医疗、航空、船舶、电子、汽车、仪器、电源等领域。比如可以作为军工材料、医疗材料、航空材料、船舶材料、电子材料、汽车材料。

本发明的超临界二氧化碳发泡材料的制备方法的工艺流程短、能耗低、产量高，产品直接通过双螺杆挤出机一步成型，比现有技术省了造粒改性的环节。而且经过该制备方法得到的产品质量稳定可靠，具有较高的强度和模量，整个过程只有一次加热成型，产品降解风险小，物理性能得到保障。