[發明專利]一種微發泡聚丙烯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910310992.0
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109988362B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 張詩妍;蓋東海;湯文立;蓋國勝
• 申請（專利權）人: 清大延英新材料科技（淄博）有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K3/34;C08J9/10;C08J9/08
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真

本發明涉及高分子領域，尤其涉及一種微發泡聚丙烯材料及其制備方法。本發明提供一種具備低密度，高發泡倍率，泡孔孔徑均勻且主要集中在材料內部，表面無留痕具有優異外觀的微發泡聚丙烯材料及該種微發泡聚丙烯材料的制備方法。通過基體顆粒與復合發泡劑制備粒徑分布D50值在1?10微米的發泡劑復合粉，使發泡劑均勻負載于基體顆粒上，將發泡劑復合粉與聚丙烯樹脂混合擠出造粒、注塑制備得到微發泡聚丙烯材料。與傳統微發泡方式相比，本發明成本更低，對特種設備的要求更少，且可最大可能的保留純聚丙烯本身的優良特性。

技術領域

本發明涉及高分子領域，尤其涉及一種微發泡聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

和普通塑料相比，發泡樹脂因為其密度低，良好的聚熱性能，高熱穩定性，良好的力學性能，如沖擊強度、韌性、耐疲勞等優點，在包裝材料，汽車零配件，吸附劑，力學支撐裝備等地方有著諸多應用。在其中，聚丙烯，由于其成本低，高熔點，高拉伸模量，低密度，良好的化學穩定性，被廣泛的應用到發泡樹脂行業。根據發泡孔徑尺寸的區別，發泡聚丙烯可分為普通發泡PP和微發泡PP。普通發泡聚丙烯通常泡孔肉眼可見，泡孔直徑高于100微米，可用于制備包裝材料。當泡孔直徑低于100微米時，則稱為微發泡聚丙烯，可用于車體的部分注塑配件，有效降低車體的重量。但是，制備微發泡聚丙烯有兩大難點，第一大難點是發泡尺寸的控制，因為和聚氨酯、聚苯乙烯等材料相比，聚丙烯的熔體強度較低，使得發泡成型非常困難，易出現泡的融合和破裂等問題而產生不規則分布的大泡，第二大難點是發泡尺寸均一性難以控制，除了受聚丙烯本身熔體強度影響以外，聚丙烯發泡尺寸的均一性控制較難主要有2個原因，原因一為聚丙烯本身是一種半結晶高分子，在形成球晶的過程中，整個高分子內部物理結構不再均勻，導致成泡均一性出現問題，原因二則為發泡劑、微泡成核劑和聚丙烯樹脂的混合不夠均勻導致發泡大小有所差異。而發泡劑、微泡成核劑和聚丙烯樹脂的混合也存在兩個問題，其一是發泡劑本身的團聚，其二是發泡劑、微泡成核劑等無機顆粒與聚丙烯樹脂之間的混合。

當前，針對聚丙烯熔點以上發泡成型困難，發泡尺寸分布均一性不好的問題，主要的技術路線是改進聚丙烯的熔體強度，對聚丙烯的極性進行改性，或采用物理超臨界發泡法進行制備。為了提高聚丙烯的熔體強度，第一種常見方式為使用高熔體強度聚丙烯HMSPP，如采用新的催化劑或者反應器引入少量長支鏈聚丙烯，但是通常制備成本很高；第二種方式為何其他高熔體強度的聚烯烴(如聚乙烯)進行共混，但是加入其他聚烯烴會降低聚丙烯本身的耐熱性和良好的力學性能等優勢；第三種方式為引入一定的交聯結構，如通過輻射交聯或者化學交聯劑對部分聚丙烯進行交聯，但是交聯度的控制較為困難，且易存在化學殘留，制備工藝比較難控制，甚至可能存在一定的爆炸風險。為了改善聚丙烯和無機填料的混合，常見方式為采用馬來酸酐對聚丙烯進行修飾以改進其和無機填料間的相容性，但是馬來酸酐成本較高，且對于泡孔大小的控制也并不理想。此外，采用物理超臨界發泡法進行制備則是利用以超臨界流體形式存在的聚合物-氣體均相體系，利用迅速改變溫度的方式使得氣體在聚合物中的溶解度急劇變化而制備微泡，但是超臨界流體發法通常需要特種設備，工藝復雜，產品質量控制困難，且成本較高。

基于此，發明一種可用于常見熔體強度聚丙烯樹脂，無需采用特殊的超臨界流體設備即可實現聚丙烯微發泡，發泡均一性好、發泡劑無團聚、且可有效控制成本的材料工藝變得非常重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具備低密度，高發泡倍率，泡孔孔徑均勻且主要集中在材料內部，表面無留痕具有優異外觀的微發泡聚丙烯材料及該種微發泡聚丙烯材料的制備方法。