[發(fā)明專利]一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110362803.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113024877A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王桂龍;趙近川;王辛
• 申請（專利權(quán)）人: 微界科技（無錫）有限公司
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;C08L23/12;C08L23/16;C08K7/14;D04H1/56;D04H1/4382;B29C44/42
• 代理公司: 北京棘龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11740
• 代理人: 李改平

1.一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、把聚丙烯(PP)、三元乙丙橡膠(EPDM)、增強劑按一定比例共混后得到PP/EPDM/增強劑三元共混物，其中，聚丙烯(PP)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％～94.9％，三元乙丙橡膠(EPDM)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％～5％，增強劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～30％；

步驟二、以PP/EPDM/增強劑三元共混物為原料，利用熔噴工藝，制備PP/EPDM/增強劑三元共混物無紡布；

步驟三、對制得的PP/EPDM/增強劑三元共混物無紡布進行硫化交聯(lián)處理；

步驟四、硫化處理后，將PP/EPDM/增強劑三元共混物無紡布粉碎成小碎片；

步驟五、以PP/EPDM/增強劑三元共混物無紡布碎片為原料，在微發(fā)泡注塑成型機的料筒內(nèi)，進行塑化熔融，并在塑化熔融過程中加入超臨界流體，以制得PP/EPDM/增強劑與超臨界流體的均相混合物；

步驟六、在塑化熔融的同時，加熱微發(fā)泡注塑成型機上安裝的注塑模具，待模具型腔表面溫度升高至PP/EPDM/增強劑三元共混物的熱變形溫度以上時，將PP/EPDM/增強劑與超臨界流體的均相混合物注入模具型腔；

步驟七、待注滿模具型腔后，通過保壓操作繼續(xù)向模具型腔內(nèi)的PP/EPDM/增強劑與超臨界流體的混合物施加壓力，直至將注入過程中從PP/EPDM/增強劑熔體析出的超臨界流體完全再溶解入PP/EPDM/增強劑熔體之中；

步驟八、快速冷卻模具，待模具型腔內(nèi)PP/EPDM/增強劑與超臨界流體均相混合物的溫度冷卻至一定水平時，快速微開模具一定距離，以誘導(dǎo)發(fā)泡；

步驟九、繼續(xù)冷卻模具及模具型腔中的泡沫制品，待其冷卻定型后，完全打開模具，即得輕量化高性能聚丙烯制品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟一中增強劑為玻璃纖維、碳纖維、滑石粉、碳酸鈣、碳納米管或碳納米纖維。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟一中PP的EPDM中添加了適量的交聯(lián)劑和引發(fā)劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟二中通過調(diào)控熔噴溫度和熔噴速度，制備的PP/EPDM/增強劑三元共混物中的EPDM相呈現(xiàn)纖維狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟二中通過調(diào)控熔噴溫度和熔噴速度，制備的PP/EPDM/增強劑三元共混物中的EPDM相呈現(xiàn)細長纖維狀，其直徑為亞微米級和納米級。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟三中對所述硫化交聯(lián)處理的方式為輻射交聯(lián)或加熱交聯(lián)，交聯(lián)處理后，PP/EPDM/增強劑三元共混物中的纖維狀EPDM相具有三維化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的大分子。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟五中所述超臨界流體為超臨界氮氣或超臨界二氧化碳。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟六中所述注塑模具的內(nèi)部設(shè)置有快速加熱系統(tǒng)和快速冷卻系統(tǒng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟八中所述微開模具一定距離的數(shù)值需要根據(jù)產(chǎn)品的目標(biāo)密度或減重比確定，目標(biāo)密度或減重比越大，則微開模具的距離越大。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，其特征在于：所述步驟九中制備的輕量化高性能聚丙烯制品具有三明治結(jié)構(gòu)，密實的不發(fā)泡皮層包裹著具有多孔結(jié)構(gòu)的泡沫層，泡沫制品的密度為0.1～0.8g/cm³。