[發明專利]聚丙烯發泡材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011130538.6
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112210113B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 胡冬冬;趙玲;強薇;劉濤;許志美;高秀魯
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;C08J9/14;C08L23/12;C08L83/04
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;鄒玲

本發明公開了一種聚丙烯發泡材料及其制備方法。該制備方法包括如下步驟：將聚丙烯與聚二甲基硅氧烷共混得到的共混物，在CO₂條件下發泡，發泡過程中添加小分子共發泡劑，所述小分子共發泡劑選自正戊烷、丙酮和水中的任意一種，發泡溫度為146～165℃；所述小分子共發泡劑的添加量為CO₂質量的4～6wt％。本發明提供的聚丙烯發泡材料制備方法工藝簡單、拓寬了聚丙烯的發泡溫度上限，使得聚丙烯在更高的溫度下也可以發泡，同時，制備得到的聚丙烯發泡材料發泡倍率高、孔徑較小、泡孔密度大。

技術領域

本發明涉及聚合物發泡領域，具體涉及一種聚丙烯發泡材料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯(PP)是一種熱塑性樹脂，屬半結晶型高聚物，其結晶度高、物理力學性能突出，與聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)等發泡材料相比，聚丙烯具有更好的屈服強度、彈性模量。由于這些優良的特性，聚丙烯發泡材料廣泛應用于電子產品包裝、隔音隔熱材料等領域。但聚丙烯的高結晶性和線性分子結構導致其熔體強度較低，致使加工溫度區間窄，僅為4℃，當發泡溫度相對熔點過高時，聚丙烯材料熔體強度過低，無法發泡，這使得發泡過程存在對設備要求高、發泡的工藝條件難以處理、發泡難度大等問題。因此，需要開發一種聚丙烯發泡材料的制備方法，拓寬聚丙烯的發泡溫度區間(即可以發泡的溫度區間)。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中聚丙烯發泡過程中由于聚丙烯熔體強度低，使得發泡溫度區間窄、高溫下無法發泡、且對設備要求高的缺陷，提供一種聚丙烯發泡材料及其制備方法。本發明提供的聚丙烯發泡材料制備方法工藝簡單、拓寬了聚丙烯的發泡溫度上限，使聚丙烯在更高的溫度下也可以發泡。此外，該方法制備得到的聚丙烯發泡材料發泡倍率高、孔徑較小、泡孔密度大。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種聚丙烯發泡材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：將聚丙烯與聚二甲基硅氧烷(PDMS)共混得到的聚丙烯/聚二甲基硅氧烷共混物，在CO₂條件下發泡，發泡過程中添加小分子共發泡劑，所述小分子共發泡劑選自正戊烷、丙酮和水中的任意一種，發泡溫度為146～165℃；所述小分子共發泡劑的添加量為CO₂質量的4～6wt％。

本發明中，所述CO₂質量是指在CO₂條件下發泡時的發泡溫度壓力下添加的CO₂的質量，添加的CO₂充滿整個反應容器。其中，所述反應容器可為本領域常規的用于制備發泡材料的反應容器，例如高壓釜。

本發明中，所述聚丙烯可為本領域常規的聚丙烯，例如購自中國石化鎮海煉化公司型號E02ES的聚丙烯。所述聚丙烯的分子量較佳地為400000～600000g/mol。在所述共混之前還可按照本領域常規將所述聚丙烯進行壓片制成片材。

本發明中，較佳地，所述聚二甲基硅氧烷的數均分子量為3500～4500g/mol，例如4000g/mol。

本發明中，較佳地，所述聚丙烯與所述聚二甲基硅氧烷的質量比為(90～110):1，例如100:1。

本發明中，所述共混的溫度較佳地為160～200℃，例如170、180或190℃。

所述共混的時間較佳地為20～30min，例如25或28min。

所述共混可按照本領域常規在哈克密煉儀中進行。所述共混的扭矩轉速可為本領域常規的共混的扭矩轉速，較佳地為80～100rpm。

本發明中，所述發泡溫度較佳地為156～165℃，例如156、160、162或165℃。

本發明中，所述小分子共發泡劑的添加量較佳地為CO₂質量的5wt％。