[發(fā)明專利]具有較低熱成型壓力的擠出發(fā)泡聚丙烯珠粒及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110260698.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN102391571A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧軍;黃志杰;祖勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江俊爾新材料有限公司;上海俊爾新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/12
• 分類號(hào): C08L23/12;C08K13/02;C08J9/12;B29C47/92;B29B9/06;C08J3/22
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子發(fā)泡材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有較低熱成型壓力的擠出發(fā)泡聚丙烯珠粒及其制備方法。

背景技術(shù)

泡沫塑料具有質(zhì)輕、隔熱、隔音、緩沖、比強(qiáng)度高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此在包裝業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)及日用品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。常用的泡沫塑料有發(fā)泡聚苯乙烯(PS)、發(fā)泡聚乙烯(PE)、發(fā)泡聚丙烯(PP)和發(fā)泡聚氨酯(PU)等。

與傳統(tǒng)的發(fā)泡PS、發(fā)泡PE相比，發(fā)泡PP具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：(1)優(yōu)良的耐熱性，發(fā)泡PS通常在80℃下使用，發(fā)泡PE僅能耐70-80℃，而發(fā)泡PP能耐120℃，可以在高溫環(huán)境下長期使用；(2)優(yōu)良的力學(xué)性能，PP的彎曲模量遠(yuǎn)大于PE，因此PP泡沫的靜態(tài)載荷能力優(yōu)于PE泡沫，而且PP泡沫的沖擊性能優(yōu)于PS泡沫；此外，發(fā)泡PP還具有顯著的隔熱性，優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性，良好的耐應(yīng)力開裂性。基于上述優(yōu)點(diǎn)，PP發(fā)泡材料在許多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用尤其是在汽車工業(yè)和食品包裝工業(yè)的應(yīng)用極具競(jìng)爭(zhēng)力，可以替代現(xiàn)有的PS泡沫和PE泡沫，應(yīng)用前景非常廣闊。

目前，制備聚丙烯泡沫塑料的方法主要有擠出法、模壓法等。其中，擠出法可以連續(xù)地生產(chǎn)，但是一般只能用于片材、板材等產(chǎn)品的生產(chǎn)，難以制備形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。而模壓法則是將發(fā)泡珠粒放入特定形狀的模具中，然后利用蒸汽加熱使發(fā)泡珠粒之間熔接起來形成制品。因此，模壓法廣泛地用來制備形狀復(fù)雜的制品。在模壓法中，發(fā)泡珠粒的制備顯得尤為重要。發(fā)泡珠粒可以用擠出法或釜式法制備。在模壓法制備發(fā)泡塑料制品的過程中，需要通入一定壓力的蒸汽使發(fā)泡珠粒表面熔接在一起。蒸汽壓力高，設(shè)備成本和能耗就會(huì)急劇上升。為了降低生產(chǎn)成本，有必要降低PP發(fā)泡珠粒的熔接溫度，即蒸汽壓力(熱成型壓力)。

目前常用的降低發(fā)泡聚丙烯珠粒熱成型壓力的方法主要有以下兩種：

1.以無規(guī)共聚PP、嵌段共聚PP或他們與線性PP的共混物作為發(fā)泡珠粒的基料，其中共聚單體可以為乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等。通過共聚可以降低PP熔點(diǎn)，從而達(dá)到降低PP發(fā)泡珠粒熱成型溫度的目的。以日本專利JP?59-91502為例，其以乙丙無規(guī)共聚物為基料，其中乙烯重量含量為3.5wt％，此基料得到的發(fā)泡珠粒的成型蒸汽壓力可以低至0.3MPa(溫度134℃)。中國專利ZL02803474.0采用了熔點(diǎn)138～140℃的非交聯(lián)聚丙烯無規(guī)共聚物作為原材料。利用添加共聚PP的方法雖然可以實(shí)現(xiàn)擠出法生產(chǎn)，但是由于共聚破壞了PP的分子結(jié)構(gòu)，使得發(fā)泡制品的耐熱溫度降低、力學(xué)性能變差，也不適于制備高性能的聚丙烯發(fā)泡珠粒。

2.利用有機(jī)過氧化物處理發(fā)泡珠粒表面。日本JSP公司專利ZL01819174.6，ZL?02826640.4，ZL?200410061513.X，ZL?200410063190.8描述了一種利用釜式法生產(chǎn)聚丙烯發(fā)泡珠粒的方法：該方法中，先在基體樹脂表面包覆一層分解溫度在聚丙烯熔點(diǎn)和維卡軟化點(diǎn)溫度之間的有機(jī)過氧化物，并在某一溫度下使其分解50％以上，使表面產(chǎn)生一定程度的交聯(lián)，然后進(jìn)行發(fā)泡。所得發(fā)泡珠粒的DSC曲線上呈現(xiàn)兩個(gè)熔融峰(低溫的熔融峰熱焓值小于高溫熔融峰熱焓值的86％)。利用此方法得到的均聚PP發(fā)泡珠粒成型蒸汽壓力可低至0.36MPa(溫度140℃)。采用有機(jī)過氧化物處理發(fā)泡珠粒表面的方法，會(huì)在發(fā)泡制品中殘留過氧化物及其分解產(chǎn)物，不能應(yīng)用于與食品接觸的有衛(wèi)生要求的領(lǐng)域；而且過氧化物及其分解產(chǎn)物對(duì)制品的使用壽命有影響；另外生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，在擠出發(fā)泡過程中難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有較低熱成型壓力的擠出發(fā)泡聚丙烯珠粒。

本發(fā)明還提供了一種具有較低熱成型壓力的擠出發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，該方法可連續(xù)生產(chǎn)且對(duì)環(huán)境友好，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

一種具有較低熱成型溫度的擠出發(fā)泡聚丙烯珠粒，包括100重量份的聚丙烯和0.02重量份-0.6重量份的β成核劑。

所述的聚丙烯選用高熔體強(qiáng)度聚丙烯和線性等規(guī)聚丙烯。

所述的高熔體強(qiáng)度聚丙烯和線性等規(guī)聚丙烯中線性等規(guī)聚丙烯的重量百分含量為10％-60％，進(jìn)一步優(yōu)選為10％-30％。

所述的高熔體強(qiáng)度聚丙烯選用：利用Gottfert“Rheotens”熔體強(qiáng)度測(cè)試儀在190℃下測(cè)量，熔體強(qiáng)度值在5cN-50cN的聚丙烯。

所述的聚丙烯均可選用市售產(chǎn)品。

根據(jù)不同領(lǐng)域的需求，所述的擠出發(fā)泡聚丙烯珠粒進(jìn)一步還包括0-0.6重量份的抗氧劑、0-2重量份的潤滑劑、0-3重量份的發(fā)泡成核劑和0-2重量份的著色劑。