[發明專利]一種力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒及其模塑制件

有效

• 申請號: 202110776482.X
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113308017B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 熊業志;曾佳;朱民;蔣璠暉;劉緩緩;何若虛
• 申請（專利權）人: 無錫會通輕質材料股份有限公司
• 主分類號: C08J9/16
• 分類號: C08J9/16;C08J9/228;C08L23/14;C08L23/08
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 李鑫偉

1.一種力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒，所述發泡聚丙烯珠粒是復合微粒經過高溫高壓釜式發泡法制備，其特征在于：所述復合微粒包括芯層和皮層，所述皮層包覆在芯層表面，所述芯層包括69-82.97%的聚丙烯A、13-20%的聚丙烯B、3-10%的聚乙烯、1-5%份乙烯-丙烯酸共聚物和0.03-0.3%的泡孔成核劑，所述皮層包括67-93.9%的聚丙烯C、6-30%的纖維和0.1-3%的纖維分散劑；

所述聚丙烯A的熔點為145-158℃，熔融指數為6-8 g/10min；所述聚丙烯B的熔點為133-140℃，熔融指數為7-10 g/10min；所述聚乙烯的熔點為110-130℃，熔融指數為3-8 g/10min；所述聚丙烯C的熔點為120-133℃，熔融指數為7-10 g/10min；

所述聚丙烯A為丙丁共聚聚丙烯，所述聚丙烯B為丙烯-乙烯-丁烯三元無規共聚物，所述聚乙烯為線性低密度聚乙烯，所述聚丙烯C為丙烯-乙烯-丁烯三元無規共聚物；所述泡孔成核劑為二氧化硅粉末、硼酸鋅、滑石粉、硫酸鋇、碳酸鈣中的一種或幾種，所述泡孔成核劑的粒徑為3-6μm；所述纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維中的一種或幾種，所述纖維的直徑為0.2-30μm，長徑比為7-20；所述纖維分散劑為4,4-二氨基二苯甲烷雙馬來酰亞胺；

所述復合微粒中皮層的重量百分比為3-20%；所述復合微粒的長度為1.2-2.5mm，單重為1.3-1.8mg。

2.如權利要求1所述的力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述復合微粒采用如下步驟制備：

（1）將聚丙烯A、聚丙烯B、聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物和泡孔成核劑按一定比例混合后，雙螺桿擠出造粒制得芯層母料；

（2）纖維經過硅烷偶聯劑處理，干燥后，與纖維分散劑和聚丙烯C按一定比例混合，雙螺桿擠出造粒制得皮層母料；

（3）將芯層母料和皮層母料分別加入雙單螺桿共擠出機組的芯層擠出機和皮層擠出機，塑化后同時經由共擠出口模出絲造粒，得到皮層包覆芯層的復合微粒。

3.如權利要求1所述的力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述芯層還包括著色劑、抗氧化劑、潤滑劑、抗靜電劑中的一種或幾種。

4.如權利要求1所述的力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述發泡聚丙烯珠粒包括如下制備步驟：

步驟一：將復合微粒、分散劑和水一起加入高壓釜，密封后通入CO₂，不停攪拌，在150-168℃，1.3-4.2MPa的壓力下保持5-30min，泄壓將物料排放到大氣壓下，得到膨脹的一次發泡珠粒，堆積密度為35-120g/L。

5.如權利要求4所述的力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述發泡聚丙烯珠粒還包括如下制備步驟：

步驟二：步驟一獲得的一次發泡珠粒，經過12-24h的常溫養生時間，密封到預壓罐中，用空氣載壓，載壓壓力0.35-0.8MPa，載壓時間12-30h，載壓過后的一次發泡珠粒，在85-110℃的常壓流通發泡管道中受熱膨脹，形成密度更輕的二次發泡珠粒，堆積密度為10-34g/L。

6.如權利要求5所述的力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述二次發泡珠粒的堆積密度為22-34g/L，其進行二次發泡所采用的一次發泡珠粒的堆積密度為40-45g/L；所述二次發泡珠粒的堆積密度為10-21g/L，其進行二次發泡所采用的一次發泡珠粒的堆積密度為35-39g/L。

7.一種力學強度優異的發泡聚丙烯模塑制件，其特征在于：采用如權利要求1-6任一項所述的力學強度優異的發泡聚丙烯珠粒通過水蒸氣燒結成型獲得，具體步驟為：發泡珠粒經空氣載壓后，水蒸氣模塑成型。

8.如權利要求7所述的力學強度優異的發泡聚丙烯模塑制件，其特征在于：所述模塑制件的密度為12-15g/L，應變50%的壓縮應力不低于200kpa；或者所述模塑制件的密度為50-53g/L，應變50%的壓縮應力不低于800kpa；或者所述模塑制件的密度為115-120g/L，應變50%的壓縮應力不低于1700kpa。