[發明專利]一種微發泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝

在審

• 申請號: 202110362803.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113024877A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王桂龍;趙近川;王辛
• 申請（專利權）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: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 李改平

本發明公開了一種微發泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，涉及聚合物泡沫制品制備技術領域，包括以下步驟：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)的質量分數為65％～94.9％，三元乙丙橡膠(EPDM)的質量分數為0.1％～5％，增強劑的質量分數為5％～30％；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。本發明以碎片狀PP/EPDM/增強劑三元共混物無紡布為原料，進行微發泡注塑成型，最終制得外觀優良的輕量化高性能PP/EPDM/增強劑三元共混物制品，且PP基體中均勻分布的EPDM微纖、增強劑及細密的泡孔賦予了PP塑件輕量化、耐沖擊、高強度、高剛性、耐熱等特性。

技術領域

本發明涉及聚合物泡沫制品制備技術領域，具體涉及一種微發泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝。

背景技術

聚丙烯是一種性能優良的熱塑性合成樹脂，為無色半透明的熱塑性輕質通用塑料。具有耐化學性、耐熱性、電絕緣性、高強度機械性能和良好的高耐磨加工性能等，這使得聚丙烯自問世以來，便迅速在機械、汽車、電子電器、建筑、紡織、包裝、農林漁業和食品工業等眾多領域得到廣泛的開發應用。例如，2018年，我國汽車用聚丙烯已達到單車塑料總量的63％，且總用量正以每年3％-4％的速度持續增長，我國汽車用聚丙烯需求總量超過50萬噸。開發輕量化高性能聚丙烯泡沫材料及其構件對于推動汽車輕量化、促進節能減排和助力可持續發展等具有重要的現實意義。

微發泡注塑成型是制備輕量化聚丙烯構件的一種理想途徑，具有綠色無污染、無化學殘留、效率高、工藝適應性強以及可直接成型三維復雜形狀塑件等明顯優勢。但是，當前的微發泡注塑成型工藝尚面臨產品外觀不良、力學性能差、減重有限等諸多技術挑戰，極大限制了其在注塑成型領域的廣泛應用。同時，由于聚丙烯的熔體強度很差差、結晶速度太快，導致其發泡工藝窗口很小，給發泡工藝調控帶來了很大的困難。。

發明內容

本發明的目的是提供一種微發泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，以解決現有技術中的上述不足之處。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種微發泡注塑制備輕量化高性能聚丙烯制品的方法及工藝，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)的質量分數為65％～94.9％，三元乙丙橡膠(EPDM)的質量分數為0.1％～5％，增強劑的質量分數為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，在微發泡注塑成型機的料筒內，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，通過保壓操作繼續向模具型腔內的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，以誘導發泡；