[发明专利]一种用于rPET挤出发泡的双组分扩链剂母粒及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种用于rPET挤出发泡的双组分扩链剂母粒及其制备方法和应用，该母粒包括组分A扩链剂母粒和组分B扩链剂母粒；组分A扩链剂母粒包括采用多官能团的酸酐类扩链剂和低熔点PET共聚物经熔融挤出造粒制得；其中多官能团的酸酐类扩链剂在组分A扩链剂母粒中的浓度为10~30wt%；组分B扩链剂母粒包括采用多官能团的环氧化物扩链剂和PET增韧剂树脂经熔融挤出造粒制得；其中多官能团的环氧化物扩链剂在组分B扩链剂母粒中的浓度为20~50wt%；利用组分A扩链剂母粒和组分B扩链剂母粒分别与rPET的端羟基和端羧基进行扩链、支化反应，以提高rPET的熔体强度和发泡性能，有效解决rPET原料特性黏度低、端羧基浓度高的问题。

技术领域

本申请涉及rPET挤出发泡的领域，尤其是涉及一种用于rPET挤出发泡的双组分扩链剂母粒及其制备方法和应用。

背景技术

PET发泡材料因其机械强度、耐温性能优异且未交联PET可100％回收利用而受到广泛关注，大量用于替代PVC泡沫和Balsa木作为夹层结构复合材料的芯材。此外，在家装领域，发泡PET可替代实体片板材料，以节约材料、降低成本。发泡PET还可用于汽车内饰，如汽车顶棚、衣帽架等。PET原料通常为线性分子链结构且分子量低，具有低的熔体强度和熔体弹性。在发泡过程中，易发生泡孔的破裂、合并。因此，需通过与扩链剂反应提高PET分子量、引入长链支化结构，以提高PET的熔体强度和发泡性能。

此外，近年来为缓解温室效应、改善生态环境，碳排放治理成为国际社会关心的重要问题。据美国塑料回收协会报道，1kg原生PET树脂(virgin PET，简称vPET)的生产过程中CO₂排放量为2.23kg，而生产1kg回收PET树脂(recycled PET，简称rPET)只需排放0.91kgCO₂。因此，使用rPET作为挤出发泡原料具有重要的环境意义，可对我国的“碳达峰”“碳中和”目标作出贡献。

较之vPET，rPET通常来源复杂，为不同种类瓶级PET，如水瓶、油瓶、碳酸饮料瓶，以及不同级别PET，如瓶级、纤维级的混合物。不同途径回收的PET所含杂质的种类和含量也不尽相同。此外，市面上的rPET原料形式复杂，可为经过清洗、破碎、干燥的瓶片，也可为经过挤出造粒的颗粒，或者经过固相缩聚后的颗粒。这就导致rPET原料物性复杂，如分子量、端基浓度、共聚单体等差异较大，这对PET挤出发泡过程和材料性能的稳定性带来很大挑战。

现有的关于PET挤出发泡用扩链剂母粒技术主要基于vPET原料开发，再推广至rPET，未能对rPET的原料及其挤出发泡的技术特点作出针对性设计。例如专利EP 2343330发明了一种以聚烯烃(如LDPE)和聚酯粉末作为聚合物载体、均苯四甲酸二酐(PMDA)作为扩链剂的PET挤出发泡用扩链剂母粒。但将其推广用于rPET的挤出发泡过程时，因rPET具有特性黏度和端基浓度等性质不均匀、端羧基浓度高的特点，PMDA作为羟基加成型扩链剂不能与rPET的端羧基进行扩链反应，且亦不能在原料rPET性质波动时很好的调整发泡工艺。且母粒制备涉及聚酯的磨粉，过程复杂；此外，聚烯烃LDPE在PET挤出加工温度下会发生明显的热降解，且与PET不相容，影响发泡过程的稳定性和最终产品的性能。

发明内容

基于上述缺点，本申请提供一种用于rPET挤出发泡的双组分扩链剂母粒及其制备方法和应用，利用双组分扩链剂分别与rPET的端羟基和端羧基进行扩链、支化反应，以提高rPET的熔体强度和发泡性能，有效解决rPET原料特性黏度低、端羧基浓度高的问题；本申请提供了扩链剂母粒的制备方法，工艺简单且制得的扩链剂母粒性质均匀、稳定；本申请提供了扩链剂母粒的应用，可用于制备发泡rPET产品。

第一方面，本申请提供一种用于rPET挤出发泡的双组分扩链剂母粒，采用如下技术方案：

一种用于rPET挤出发泡的双组分扩链剂母粒，所述母粒包括组分A扩链剂母粒和组分B扩链剂母粒；