[發(fā)明專利]一種發(fā)泡聚丙烯材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310301520.1
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN104292611B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 魏玉函;柯卓
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化揚子石油化工有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/14;C08L53/00;C08L23/06;C08K3/34;C08K3/26;C08J9/10;B29C44/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司32112
• 代理人: 蔣家華

技術領域

本發(fā)明涉及一種發(fā)泡聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

發(fā)泡聚丙烯（EPP）是一種性能卓越的高結晶性聚合物/氣體復合材料，具有優(yōu)異的抗震吸能性能和隔熱性，形變后回復率高，耐熱性好，耐化學腐蝕性和耐油性強，且可降解材料，被稱為綠色泡沫，是繼傳統(tǒng)的聚苯乙烯泡沫（EPS）聚氨酯泡沫（EPU）和聚乙烯泡沫（EPE）之后的新一代環(huán)保泡沫材料，擁有廣泛的應用前景。但是通用聚丙烯為結晶性聚合物，結晶度較高，在到達結晶熔融溫度后，熔體粘度迅速下降，使發(fā)泡產生的氣體很難保持住。因此從根本上改善PP的可發(fā)泡性是一個亟待解決的問題。

目前，改善聚丙烯的可發(fā)泡性主要通過下列途徑：(1)交聯(lián)，將線性聚丙烯熔體形成交聯(lián)網絡結構，PP經過適當交聯(lián)后，熔體強度會有顯著提高，氣泡成核生長變得可控；交聯(lián)有輻射交聯(lián)和化學交聯(lián)；但由于PP分子結構的特點，在交聯(lián)的同時易發(fā)生降解。（2）支化，將線性聚丙烯變成帶有長支鏈的聚丙烯，增加熔體大分子間的物理纏結點密度，形成高熔體強度聚丙烯（HMSPP）；HMSPP原料可以直接用來物理發(fā)泡，在發(fā)泡過程中泡孔不易合并或塌陷，開孔率低，泡孔結構好，因此備受人們關注；然而，HMSPP的制備需經過復雜的化學反應過程，而且工藝條件難以控制。（3）共混，通過聚丙烯與其它共聚物共混，改善其熔體的強度和彈性，以滿足PP發(fā)泡的條件；比如將PP與低密度聚乙烯（LDPE），高密度聚乙烯（HDPE），聚丁烯等共混來解決PP發(fā)泡難的問題；這種方法簡單易行，但需要對原材料質量，共混組成和加工工藝條件等進行深入研究才能實現(xiàn)工業(yè)化生產。

專利CN101275002A闡述了將聚丙烯與超高分子量聚乙烯共混，加入物理發(fā)泡劑發(fā)泡得到發(fā)泡材料。專利CN102115561A將均聚聚丙烯與高熔體強度聚丙烯，聚丙烯共聚物共混，物理發(fā)泡得到聚丙烯片材。專利CN101805481A闡述了將聚丙烯與交聯(lián)劑，抗老化劑共混后，通過輻照交聯(lián)得到高倍率的聚丙烯發(fā)泡材料。專利CN102250423A利用一種聚丙烯的組合物來制備發(fā)泡材料，這種組合物包括丙烯均聚物、丙烯和乙烯共聚物、聚丙烯和聚乙烯的混合物、聚丙烯和聚乙烯和乙丙共聚物的混合物、及聚丙烯的化學改性產物中的一種或幾種，添加物理發(fā)泡劑高倍率擠出發(fā)泡。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)泡聚丙烯材料及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：

一種發(fā)泡聚丙烯材料，其原料包括如下組分：聚丙烯55-80份，PE和PP的半結晶性共聚物10-30份，發(fā)泡劑3-10份，成核劑1-5份，所述份數(shù)為質量份數(shù)。

申請人經研究意外發(fā)現(xiàn)：上述材料組分有著意想不到的發(fā)泡效果，聚丙烯與PE，PP半結晶性共聚物的具有良好的相容性，不需要加入任何相容劑。

為了進一步提高發(fā)泡率和改良所得泡沫的結構，所述的聚丙烯為均聚、嵌段或無規(guī)共聚聚丙烯中的一種或兩種以上任意配比的混合物，聚丙烯的熔體流動速率為0.2～10g/10min；所述的PE和PP半結晶性共聚物的熔體流動速率為3～8g/10min，密度為0.858～0.879g/cm³；PE和PP半結晶性共聚物的原料中乙烯的質量含量為9～16%。

為了進一步提高發(fā)泡效率，所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈或對甲苯磺酰胺基脲中一種或兩種以上任意配比的混合物,優(yōu)選偶氮二異丁腈或對甲苯磺酰胺基脲。發(fā)泡劑的分解溫度為180℃～240℃，優(yōu)選為190℃～230℃。

為了提高所得產品泡孔的均勻性，所述的成核劑為無機鹽類或金屬氧化物。所述的成核劑為二氧化硅、滑石粉、碳酸鈣或碳酸鎂中一種或兩種以上任意配比的混合物,優(yōu)選滑石粉或碳酸鎂。

上述的發(fā)泡聚丙烯材料的制備方法，包括順序相接的如下步驟：

A、將原料組分混勻后，在轉速為100-250轉/分，溫度為170-260℃的雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，成型；

B、將步驟A所得的成型材料在烘箱或發(fā)泡爐中恒溫發(fā)泡或者在壓機上加熱加壓發(fā)泡；烘箱或發(fā)泡爐中恒溫發(fā)泡的溫度為190～240℃，發(fā)泡時間為2～10分鐘；壓機加熱加壓發(fā)泡的溫度為200～260℃，壓力為0.5～5MP，發(fā)泡時間為3～10分鐘。

為了節(jié)約能源，同時保證所得產品的性能，烘箱或發(fā)泡爐中恒溫發(fā)泡的溫度為200～230℃；壓機加熱加壓發(fā)泡的溫度為210～235℃，發(fā)泡時間為4～8分鐘。

本發(fā)明未特別說明的技術均為現(xiàn)有技術。