[發明專利]一種抗菌聚丙烯發泡材料及制備方法

有效

• 申請號: 201110205700.0
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102888056A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 郭鵬;呂明福;張師軍;高達利;徐凱;徐萌;呂蕓;楊慶泉;陳力
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L79/00;C08K3/34;C08J9/10
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及高分子領域，進一步地說，是涉及一種抗菌聚丙烯發泡材料及制備方法。

背景技術

發泡材料與其他塑料相比，具有質輕、隔熱、隔音、緩沖、比強度高、價格低廉等顯著優點，適合在包裝業、農業、交通運輸業、軍事工業及航天工業等多種領域應用。目前，世界上用量最大的發泡材料主要是以下三種：聚氨酯(PU)發泡材料，聚苯乙烯(PS)發泡材料，聚乙烯(PE)發泡材料。PU發泡材料在發泡過程中會產生對人體有害的異氰酸酯殘留物，且發泡材料無法回收；PS泡沫材料廢棄物體積大、不腐爛、難回收，對周圍環境不可避免地造成“白色污染”；PE發泡材料力學性能比較低，耐熱性不高，不易降解。與上述三種發泡材料相比，PP發泡材料具有以下突出的優點：優良的耐熱性，通常的PS發泡材料最高使用溫度約80℃，PE發泡材料使用溫度也很少超過100℃。而PP發泡材料的最高使用溫度達130℃。良好的高溫下的制品尺寸穩定性，PS發泡材料在105℃以上使用時，發生軟化和變形，PE發泡材料也很少在100℃以上使用，而PP發泡材料的維卡軟化點溫度比較高，達到160℃，因此可以在高溫環境中使用。PP的力學性能優良，PP的彎曲模量高，因此PP發泡材料的靜態載荷能力優于PE發泡材料，另一個方面，PP的玻璃化溫度低于室溫，其中的無定形區在室溫下處于高彈態，而無定形PS在室溫下處于玻璃態，因此PP發泡材料的沖擊性能優于PS發泡材料。良好的環境友好性：與PS發泡材料相比，PP發泡材料在燃燒時沒有毒氣放出；且PP分子上含有側甲基，易于發生β降解，便于回收利用。PP發泡材料還具有優良的耐化學腐蝕性，適宜和柔順的表面性能，優異的的微波性能等。

近來，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)被認為是制造聚丙烯發泡材料的最有利的基礎樹脂。與通用聚丙烯相比，高熔體強度聚丙烯在熔化狀態下具有較高延展和剪切粘度。當制造發泡片材時，該特性尤為重要，由于減壓作用下的氣泡膨脹階段這種高熔體強度允許聚合物支撐泡沫的整個蜂窩狀結構，減少氣泡合并等相關的問題，特定流變能力允許在泡沫膨脹過程中的氣泡的穩定增加。制備高熔體強度的聚丙烯方法通常是通過多個反應器制備寬分子量分布聚丙烯或用茂金屬催化劑原位聚合得到長支鏈聚丙烯，從而提高最終聚合物的熔體強度。其中，采用多個串聯的反應器制備寬分子量分布聚丙烯是最為常用的，其通常是在選擇不同的氫氣量、不同的共聚單體，即有利于生產不同分子量聚合物的不同反應器中通過串聯聚合得到寬分子量分布(MWD)的聚丙烯，例如：其中一種反應器有利于生產較高分子量的聚合物，而另一種反應器則有利于生產較低分子量的聚合物。為了獲得最好的丙烯聚合物的性能，優化的聚合物產物應含有一定量的很高分子量聚合物和一定量的低分子量聚合物。

近年來，隨著人民生活水平的提高和衛生意識的增強，對各種抗菌材料制品的需求不斷增加，其中抗菌塑料制品占很大的比重，各種生活制品，包括冰箱、空調、各種食品容器、包裝袋、洗衣機、玩具制品、吸塵器等等，都使用了各種不同的熱塑性抗菌塑料，PP發泡制品的抗菌水平也有了較高的要求。

抗菌塑料的制備，主要是通過在塑料造粒過程中加入一定量的抗菌劑來實現。抗菌劑的種類很多，包括無機類抗菌劑、有機類抗菌劑兩大類，無機類包括Ag，Zn-沸石、Ag，Zn-磷酸鋯鹽，Ag，Zn-水溶性玻璃等，有機類包括季胺鹽類、季膦鹽類、咪唑類、吡啶類、有機金屬類等等。無機類抗菌劑和有機類各有優缺點，無機類耐熱性較高，但存在Ag系抗菌劑易變色的缺點，且用量相對較大，成本較高；有機類抗菌劑殺菌效率較高，添加量較少，但存在耐熱性差，易析出，安全性低等缺點。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種抗菌聚丙烯發泡材料，以聚胍/聚硅酸鹽為組分、多步本體聚合法高熔體強度聚丙烯為基礎樹脂的組分共混捏合，并利用化學發泡法通過擠出機加工成型得到一種符合環保要求的可循環利用、非交聯、泡孔均勻、物理耐熱性高、生產成本低、表面光滑且適合連續化規模生產的抗菌聚丙烯發泡材料。

本發明的目的之一是提供一種抗菌聚丙烯發泡材料。

包括共混的以下組分：

高熔體強度聚丙烯，100重量份；

聚胍/聚硅酸鹽復合抗菌劑，0.1～10重量份，優選0.2～3重量份，更優選0.5～1重量份；

發泡劑，2～15重量份，優選2～10重量份，更優選2～5重量份；

本發明所述高熔體強度聚丙烯，具有以下特征：

(1)熔融指數(190℃/2.16kg)為1.0-10g/min，優選為1.6-6g/min，更優選為2.5-6g/min；