CN101081914A - 聚丙烯发泡材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于聚丙烯发泡材料及其制造方法。聚丙烯发泡材料，其组份和重量百分比含量如下：聚丙烯树脂30～97％，其它烯烃聚合物0～57％，发泡剂2～20％，助交联剂0.1～5％。制造方法是采用辐射交联方法：将混合物在110～160℃熔融共混成型，将成型物进行辐射交联，辐射剂量为5～60kGy；辐照后再经过高温发泡为成品，常压发泡温度控制在200～350℃；加压发泡温度控制在200～300℃。本发明的效果：(1)本发明所述的聚丙烯发泡材料使用辐射方法进行交联，可以摆脱聚丙烯化学交联时分子链易断裂的难题；(2)本发明可以实现工业化批量生产。(3)本发明所述的聚丙烯材料，具有比其它聚烯烃泡沫材更好的物理机械性能和耐热性。

Description

聚丙烯发泡材料及其制造方法

技术领域

本发明属于聚烯烃泡沫材料，更进一步的讲，是一种聚丙烯发泡材料及其制造方法。

背景技术

聚烯烃泡沫材料具有柔软性、缓冲性、隔音隔热性、无毒性、优良的机械性能和后加工性能，以及优良耐化学药品性等特点。因此广泛用于土木建筑中的保温隔热、密封、防水保护材；汽车车辆中内、外饰件，如保险杠、门板和仪表盘；包装工业中的定位包装，电子电器工业中的保温隔热材及包装保护材，以及交通运输、日用文化、仪器仪表等各个领域。但目前的聚烯烃泡沫材料在汽车、建筑等领域应用时，存在力学性能不足，热成型后尺寸变化较大等缺点。

中国专利CN 1346843A中公布了一种辐照交联聚丙烯发泡材料的制备方法，但该专利使用的聚丙烯树脂为一种特制的耐辐照聚丙烯，共混温度较高为160～200℃，且要求辐射交联后的片材放置一段时间才能进行发泡，周期较长，规模化生产比较困难。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种生产聚丙烯发泡材料的制造方法。本发明的技术方案如下：

聚丙烯发泡材料，其特征是组份和重量百分比含量如下：

聚丙烯树脂      30～97％，

其它烯烃聚合物  0～57％，

发泡剂          2～20％，

助交联剂        0.1～5％，

其中基体树脂中聚丙烯树脂的重量百分含量不小于34.4％。

本发明优选的组份和重量百分比含量如下：

聚丙烯树脂        50～80％，

其它烯烃聚合物    15～45％，

发泡剂            3～17.5％，

助交联剂          1～3％，

根据需要，配方体系中也可加入抗氧剂、润滑剂、着色剂、填料等常见塑料助剂。

本发明所述的聚丙烯发泡材料的制造方法，其特征是采用辐射交联方法。具体方法如下：

(1)将组份按含量配比混合或先分别造粒成母料再均匀混合；

(2)将混合物在110～160℃熔融共混成型；

(3)将成型物进行辐射交联，辐射介质包括但不限于α射线、β射线、γ射线、X-射线或紫外线，辐射剂量为5～60kGy；

(4)辐照后再经过高温发泡为成品，常压发泡温度控制在200～350℃；加压发泡温度控制在200～300℃。

本发明中所述的聚丙烯发泡材料的基体树脂是无规共聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯与其它烯烃聚合物的混合物，其中聚丙烯树脂所占的重量百分比为30～97％，优选为50～80％，熔融指数为0.5～15g/10min，优选为2～10g/10min。

本发明所述的无规共聚聚丙烯为丙烯与α-烯烃的共聚物；α-烯烃包含但不限于1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯等，其中α-烯烃的含量为1～20％，优选为2～8％。，

本发明中所述的其它烯烃聚合物包含但不限于低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚烯烃弹性体(POE)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、三元乙丙橡胶(EPDM)中的一种或几种的混合物。这些聚合物的熔融指数为01～25g/10min，优选为2～15g/10min。

本发明中所述的发泡材料的倍率可以通过调整发泡剂的添加量来调整，可以达到的倍率为4～36倍。

本发明采用的工艺流程为：

(1)将基体树脂与化学发泡剂、助交联剂和其它助剂按配比均匀混合或先分别造粒成母料再均匀混合。

(2)将第(1)步的混合物熔融共混成型，可成型为片材或异型材。共混设备可用开炼机、密炼机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机等。为保证在成型过程稳定，共混成型温度应控制在110～160℃，优选为125～150℃。

(3)将上一步的成型物进行辐射交联。辐射介质包括但不限于α射线、β射线、γ射线、X-射线或紫外线，优选为高能电子加速器；辐射剂量为5～60kGy，优选为10～40kGy。

(4)辐照后再经过高温发泡为产品。发泡装置可采用常压发泡装置如水平发泡炉、垂直发泡炉、盐浴发泡炉等，也可采用加压发泡装置如模压发泡设备等。常压发泡温度控制在200～350℃，优选240～310℃；加压发泡温度控制在200～300℃，优选为230～260℃。

本发明中所用的发泡剂要求分解温度在185-260℃，优选为190-250℃。包含偶氮二甲酰胺(AC)、对甲苯磺酰氨基脲(TSSC)、5-苯基四唑(5-PT)、N，N′-二亚甲基五亚甲基四胺(DNPT)中的一种或几种的混合物，优选为偶氮二甲酰胺(AC)。添加量为基体树脂重量的2～20％，优选为3～17.5％。

本发明中所用的助交联剂是一种二官能团或多官能团化合物，包含但不限于三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯(DMPDMA)、异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、氰脲酸三烯丙酯(TAC)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)中的一种或几种的混合物，优选三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)。添加量为基体树脂重量的0.1～5％，优选为1～4％。

本发明的效果：

(1)本发明所述的聚丙烯发泡材料使用辐射方法进行交联，可以摆脱聚丙烯化学交联时分子链易断裂的难题；

(2)本发明可以实现工业化批量生产。

(3)本发明所述的聚丙烯材料，具有比其它聚烯烃泡沫材更好的物理机械性能和耐热性。

具体实施方式

下面用实施例进一步描述本发明，但本发明的范围不受这些实施例的限制。

实施例1～13

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
														PP/wt％	97	30	40	50	30	50	80	80	70	60	70	50	40
LDPE/wt％		50	57	27	37	45	5				10	20.5	30
														HDPE/wt％							10		20
LLDPE/wt％					20
														mLLDPE/wt％								10		20
EVA/wt％		7											15
														POE/wt％										10		10
SEBS/wt％											4
														发泡剂A/wt％	2	10	2	20	12	4	3	5	7	8	12	17.5	13.5

发泡剂B/wt％					0.9
														发泡剂C/wt％									1
发泡剂D/wt％		2
														TMPTMA/wt％	1	1	1	3	0.1	1	2	5	2	2	4	2	1.5
发泡倍率	3.9	25	4.5	36.1	27.8	7.1	5.2	8.9	16.3	16.5	24.1	33.0	25.8

发泡剂A-偶氮二甲酰胺

发泡剂B-5-苯基四唑

发泡剂C-对甲苯磺酰氨基脲

发泡剂D-N，N′-二亚甲基五亚甲基四胺。

本发明实施例采用的方法如下为：

(1)将基体树脂与化学发泡剂、助交联剂和其它助剂按配比均匀混合或先分别造粒成母料再均匀混合。

(2)将第(1)步的混合物熔融共混成型，可成型为片材或异型材。共混设备可用开炼机、密炼机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机等。为保证在成型过程稳定，共混成型温度应控制在110～160℃，优选为125～150℃。

(3)将上一步的成型物进行辐射交联。辐射介质包括但不限于α射线、β射线、γ射线、X-射线或紫外线，优选为高能电子加速器；辐射剂量为5～60kGy，优选为10～40kGy。

(4)辐照后再经过高温发泡为产品。发泡装置可采用常压发泡装置如水平发泡炉、垂直发泡炉、盐浴发泡炉等，也可采用加压发泡装置如模压发泡设备等。常压发泡温度控制在200～350℃，优选240～310℃；加压发泡温度控制在200～300℃，优选为230～260℃。

本发明中所用的发泡剂要求分解温度在185-260℃，优选为190-250℃。包含偶氮二甲酰胺(AC)、对甲苯磺酰氨基脲(TSSC)、5-苯基四唑(5-PT)、N，N′-二亚甲基五亚甲基四胺(DNPT)中的一种或几种的混合物，优选为偶氮二甲酰胺(AC)。添加量为基体树脂重量的2～20％，优选为3～17.5％。

本发明公开和提出的聚丙烯发泡材料及其制造方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变原料、工艺参数、结构设计等环节实现。本发明的产品和方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和产品进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是组份和重量百分比含量如下：

聚丙烯树脂        30～97％，

其它烯烃聚合物    0～57％，

发泡剂            2～20％，

助交联剂          0.1～5％。

2.一种聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是组份和重量百分比含量如下：

聚丙烯树脂        50～80％，

其它烯烃聚合物    15～45％，

发泡剂            3～17.5％，

助交联剂          1～3％/。

3.如权利要求1或2所述的聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是所述的其它烯烃聚合物熔融指数为0.1～25g/10min。

4.如权利要求1或2所述的聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是所述的其它烯烃聚合物包括：低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或三元乙丙橡胶中的一种或几种的混合物。

5.如权利要求1或2所述聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是所述的聚丙烯树脂熔融指数为0.5～15g/10min；聚丙烯树脂为无规共聚聚丙烯树脂。

6.如权利要求5所述聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是所述的无规共聚聚丙烯树脂是丙烯与α-烯烃的共聚物聚合而成；其中α-烯烃的含量为0.5～20％。

7.如权利要求6所述聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是所述的α-烯烃包括1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯或1-辛烯。

8.如权利要求1或2所述的聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是所述的发泡剂分解温度在185～260℃之间；包含偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰氨基脲、5-苯基四唑或N，N′-二亚甲基五亚甲基四胺中的一种或几种的混合物。

9.如权利要求1或2所述的聚丙烯辐射交联发泡材料，其特征是所述的助交联剂是一种二官能团或多官能团化合物，包含三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、异氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯或1，6-己二醇二丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

10.如权利要求1或2所述的聚丙烯辐射交联发泡材料的制造方法，其特征是步骤如下：

(1)将组份按配比直接混合或先分别造粒成母料再均匀混合；

(2)将混合物在110～160℃熔融共混成型；

(3)将成型物进行辐射交联，辐射吸收剂量为5～60kGy；

(4)辐照后再经过高温发泡，常压发泡温度控制在200～350℃；加压发泡温度控制在200～300℃。