CN101792554B - 一种微发泡聚丙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微发泡聚丙烯及其制备方法，该方法采用聚丙烯为主要原料，加入聚丙烯重量比0.1～10％的微胶囊发泡剂或微胶囊发泡母粒为发泡剂，通过挤出、注塑或模压成型制得聚丙烯发泡材料。本方法工艺简单，设备投入少，克服了化学发泡法和超临界发泡法工艺复杂、控制困难、设备投入高的缺点，可以制备高倍率的PP发泡材料，制得的微发泡聚丙烯密度为0.05～0.9g/cm3，性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种泡沫聚烯烃材料及其制备方法，特别涉及到一种微发泡聚丙烯及其制备方法，属于材料科学领域
背景技术
聚丙烯是一种结晶型聚合物，其发泡只能在结晶熔点附近进行，超过熔点，熔体粘度迅速下降。PP熔体强度很低，发泡成型非常困难。尽管如此，但是聚丙烯具有较高的刚性、优良的力学性能、良好的热和化学稳定性。以及发泡PP具有可降解性、环保性而倍受重视。
由于聚丙烯独特的内在特性，所以聚丙烯发泡材料开发较晚，直到1980年PP发泡材料才实现工业化。目前国外只有美国、意大利、日本等少数几个国家能生产。意大利AMUT公司的挤出发泡PP片材是PP泡沫塑料产品的最新进展，它应用比利时Montel公司的高熔体强度聚丙烯(HMSPP)、PP均聚物以及低臭氧消耗潜值(ODP)化学发泡剂，生产出具有细小微孔而且均匀分布的发泡PP片材，密度为0.6g/cm3，发泡PP所用HMSPP的质量分数仅为12.5％，具有较大的经济意义和环保意义。日本已开发成功并上市了非交联PP发泡材料，该产品采用了通过特殊的催化和聚合工艺开发成功的HMSPP，该HMSPP材料在熔融加工时，具有高的张力和应变硬化性，在气泡成长期中气泡不会破裂，用其生产的发泡制品具有闭孔结构，有较高的绝热性和刚性。
国发泡PP的研制及开发是近年才开始的，北京燕化石化公司树脂所在1994年进行了PP发泡板材的研究，目前，北京燕化石化公司树脂所又与华北油田合作，把进口的HMSPP用于发泡材料研究PP低发泡片材、高发泡和珠粒制品。北京化工研究院对PP发泡材料的开发做了大量的工作，他们采用辐射交联法制备出HMSPP，但该方法具有明显的局限性：①加入PE后使其耐热性和可降解性大幅度降低(已经不是纯PP)；②辐照交联需要在惰性气体保护下进行，使成本大幅度增加，工艺复杂化。北京化工研究院还采用化学发泡剂对进口HMSPP与共聚型PP、LDPE进行共混发泡获得了低密度的泡沫塑料。天津轻工业学院、上海塑料研究所等在该方面曾做了一些工作；此外四川大学、齐鲁石化工程公司等在PP化学交联改性发泡方面做了一些试验研究工作，但都未取得令人满意的效果。所以，目前我国发泡PP的工业化生产基本处于空白，所需材料仍然依赖进口，价格昂贵。如青岛塑料模具厂为国内多个汽车生产厂家生产汽车配件，该企业正在大量进口PP发泡材料用于生产汽车保险杠内衬(价格在5万～6万元/t，而普通PP的价格在1万元/t左右)。青岛大学高分子材料研究所采用一步法硅烷接枝反应挤出和PP/LDPE反应挤出共混改性技术制备出部分交联结构型HMSPP和共混改性型HMSPP，并均获得具有良好泡孔结构的泡沫塑料，该技术具有生产工艺简单，生产成本低，发泡制品性能优异的特点，目前该项技术已经进入中试阶段。
但是无论采用物理发泡或者超临界发泡，其工艺都比较复杂，设备投入比较大，产品质量控制比较困难，而且需要特殊的高熔体强度聚丙烯来作为发泡基材，因此对于设备投入低、工艺简单的发泡工艺是非常迫切的。
发明内容
本发明旨在提供一种聚丙烯发泡材料的制备方法，由于工艺简单，而且可以制备高发泡率的PP发泡材料。
本发明是通过如下技术方案实现的
一、挤出成型
1.将聚丙烯与微发泡胶囊或者微发泡胶囊母粒共混后放入烘箱中去除水分，其中发泡剂量为聚丙烯重量的0.1～10％；
2.将共混物放入挤出机在低于微胶囊发泡剂发泡温度下进行挤出，通过模具成型制成发泡材料。螺杆挤出温度为160～220℃。
二、注塑成型
1.将聚丙烯与微发泡胶囊或者微发泡胶囊母粒共混后放入烘箱中去除水分，其中发泡剂量为聚丙烯重量的0.1～10％；
2、将共混物在低于发泡剂发泡温度高于聚丙烯熔融温度的条件下挤出造粒，然后将粒料一起送入注塑机内在发泡剂热活化温度范围内发泡并注塑成型，挤出温度为140～160℃，注塑温度为160～220℃。
三、模压成型
1.将聚丙烯与微发泡胶囊或者微发泡胶囊母粒在100～120℃下混炼，制得发泡剂基材料，其中发泡剂量为聚丙烯重量的0.1～10％；
2.将发泡剂基材放入模具腔中，模具置于160～220℃热压机上，施加8～20MPa的压力，发泡2～20分钟，卸压，取出制品。
本发明用普通的聚丙烯和微胶囊发泡剂、微胶囊发泡母粒为原料，通过挤出、注塑或模压一次性成型，工艺简单，设备投入少，克服了化学发泡和超临界发泡工艺复杂、控制困难、设备投入高的缺点，可以制备高倍率的PP发泡材料，制得的微发泡聚丙烯密度为0.05～0.9g/cm3，性能优异。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明不限于下述实施例。
实施例1
将100份的聚丙烯，0.1份的微胶囊发泡母粒混匀，在100℃下置于烘箱中3个小时以除去里面的水分，然后将上述混合料放入挤出机在160～220℃下挤出，通过模具成型制得产品。制得产品的密度为0.78g/cm3。
实施例2
将100份的聚丙烯，10份的微胶囊发泡剂与微胶囊发泡母粒的混合物混匀，在100℃下置于烘箱中3个小时以除去里面的水分，然后将上述混合料放入挤出机在160～220℃下挤出，通过模具成型制得产品。制得产品的密度为0.1g/cm3。
实施例3
将100份的聚丙烯，5的微胶囊发泡剂混匀，在100℃下置于烘箱中3个小时以除去里面的水分，然后将混合料通过挤出机挤出造粒，螺杆温度为140～160℃，将挤出粒料送入注塑机注塑成型，注塑机温度为160～200℃。制得聚丙烯发泡材料的密度为0.25g/cm3。
实施例4
将100份的聚丙烯，0.7胶囊发泡母粒混匀，在100℃下置于烘箱中3个小时以除去里面的水分，然后将混合料通过挤出机挤出造粒，螺杆温度为140～160℃，将挤出粒料送入注塑机注塑成型，注塑机温度为160～200℃。制得聚丙烯发泡材料的密度为0.71g/cm3。
实施例5
将100份聚丙烯与1份微胶囊发泡剂在100～120℃下混炼，制得发泡剂基材料；将发泡剂基材放入模具腔中，模具置于160～220℃热压机上，施加8～20MPa压力，发泡2～20分钟，卸压取出制品。制得产品密度为0.51g/cm3。
实施例6
将100份聚丙烯与0.5份微胶囊发泡母粒在100～120℃下混炼，制得发泡剂基材料；将发泡剂基材放入模具腔中，模具置于160～220℃热压机上，施加10MPa压力，发泡2～20分钟，卸压取出制品。制得产品密度为0.63g/cm3。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种微发泡聚丙烯的制备方法，以聚丙烯、发泡剂为主要原料，通过模压成型制备微发泡聚丙烯；其特征在于：所述的模压成型是将聚丙烯与发泡剂在低于发泡剂发泡温度下进行混炼，制得发泡剂基材，将发泡基材放入模具腔中，模具置于热压机上，在高于发泡剂发泡温度和一定压力下发泡；所述混炼温度为100～120℃，热压机温度160～220℃，压力8～20MPa，发泡时间为2～20分钟。
2.据权利要求1所述的微发泡聚丙烯的制备方法制备的微发泡聚丙烯，其特征在于其密度为0.05～0.9g/cm3。
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