CN102532720A - 一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法，微发泡聚丙烯复合材料由下述重量份数的组分组成：聚丙烯树脂100份、竹粉40-60份、发泡剂10-15份、发泡助剂1-5份、抗氧剂1-5份、成核剂1-3份、相容剂5-10份。本发明原料来源广泛，成本低廉，操作简单，可制得泡孔细小、均匀致密、质轻、冲击性能好且环保的微发泡聚丙烯复合材料，具有广阔的应用前景。

Description

一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料科学领域，特别是涉及一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
植物纤维，如木粉（纤维）、竹粉（含纤维）、麻纤维、秸秆粉、果壳粉末等作为增强材料或填料，具有价廉、高比强度、低密度、可再生、可生物降解等性能。同时，聚烯烃是应用量最大的一类聚合物，大量的此类固体废弃物需要回收利用，以减轻对垃圾处理的负担。植物纤维增强热塑性复合材料可回收再利用，具有环境友好性和可持续发展性。
塑料与木（竹）粉复合而成的木（竹）塑复合材料以其价廉、具有木材外观、抗虫蛀等收到工业界和学术界的广泛关注。但木（竹）塑复合材料还存在一些不足，如韧性差、密度大灯。为了扩大木（竹）塑复合材料的应用范围，人们从微孔泡沫塑料的制备中受到启发。微发泡木（竹）塑复合材料可获得优异的性能，如比刚度和冲击强度高、质量轻等。呗广泛应用于包装、运输、景观、隔热隔音等领域。不但可发挥木（竹）塑复合材料的优异性能，还可以获得发泡产品的独特性能。
现有技术中采用木粉作为泡孔成核剂，在聚丙烯塑料中加入木粉一定的用量范围内，不但有助于提高泡孔密度，还能减小泡孔的平均尺寸。但是，对竹粉对微发泡聚丙烯复合材料的研究较少。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种成本低廉，工艺简单，发泡质量好的微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种微发泡聚丙烯复合材料，由下述重量份数的组分组成：
 聚丙烯树脂     100份，
 竹粉          40-60份，
发泡剂          10-15份，
发泡助剂        1-5份，
抗氧剂          1-5份，
成核剂           1-3份，
相容剂           5-10份。
在本发明一个较佳实施例中，所述的聚丙烯树脂是熔融指数在0.5-15g/10min的无规共聚聚丙烯树脂。
在本发明一个较佳实施例中，所述的竹粉为粒径为100-200目，含水率小于1%的竹粉。
在本发明一个较佳实施例中，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
在本发明一个较佳实施例中，所述的发泡剂为所述的发泡助剂为氧化锌或硬脂酸锌。
在本发明一个较佳实施例中，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂按质量比1:1-3复配而成的混合物。
在本发明一个较佳实施例中，所述的成核剂为滑石粉。
在本发明一个较佳实施例中，所述的相容剂为丙烯酸化合物接枝的聚丙烯。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数将聚丙烯树脂、竹粉、抗氧剂、成核剂和相容剂用高速混合机混合均匀；
（2）用双螺杆挤出机，采用多段加热，将上述混合后的物料挤出造粒：螺杆转速为150-160rpm；各区温度依次为：前4段为160-165℃，其余各后段为170-180℃；
（3）在冷却后的粒料中，加入发泡剂和发泡助剂，制得发泡物料；
（4）采用注射发泡工艺，注塑温度为175-180℃，注塑压力速度为35-40%,注塑压力为45-50Mpa，注塑时间为30-35s，得微发泡聚丙烯复合材料。
本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，成本低廉，操作简单，可制得泡孔细小、均匀致密、质轻、冲击性能好且环保的微发泡聚丙烯复合材料，可应用到许多工业领域，包括在汽车和航天工业中用作质轻、高强度的部件，制作容器、运动器材、并且具有广阔的前景。
具体实施方式
一种微发泡聚丙烯复合材料，由下述重量份数的组分组成：
 聚丙烯树脂     100份，
 竹粉          40-60份，
发泡剂          10-15份，
发泡助剂        1-5份，
抗氧剂          1-5份，
成核剂           1-3份，
相容剂           5-10份。
其中，所述的聚丙烯树脂是熔融指数在0.5-15g/10min的无规共聚聚丙烯树脂；所述的竹粉为粒径为100-200目，含水率小于1%的竹粉；所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述的发泡剂为所述的发泡助剂为氧化锌或硬脂酸锌；所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂按质量比1:1-3复配而成的混合物；所述的成核剂为滑石粉；所述的相容剂为丙烯酸化合物接枝的聚丙烯。
一种微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数将聚丙烯树脂、竹粉、抗氧剂、成核剂和相容剂用高速混合机混合均匀；
（2）用双螺杆挤出机，采用多段加热，将上述混合后的物料挤出造粒：螺杆转速为150-160rpm；各区温度依次为：前4段为160-165℃，其余各后段为170-180℃；
（3）在冷却后的粒料中，加入发泡剂和发泡助剂，制得发泡物料；
（4）采用注射发泡工艺，注塑温度为175-180℃，注塑压力速度为35-40%,注塑压力为45-50Mpa，注塑时间为30-35s，得微发泡聚丙烯复合材料。
实施例1
按重量计配比如下原料：
聚丙烯树脂      100份，
 竹粉           40份，
发泡剂          10份，
发泡助剂        5份，
抗氧剂          5份，
成核剂           1份，
相容剂           10份。
其中，所述的聚丙烯树脂是熔融指数在0.5g/10min的无规共聚聚丙烯树脂；所述的竹粉为粒径为100-200目，含水率小于1%的竹粉；所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述的发泡剂为所述的发泡助剂为氧化锌；所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂按质量比1:1复配而成的混合物；所述的成核剂为滑石粉；所述的相容剂为丙烯酸化合物接枝的聚丙烯。
一种微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数将聚丙烯树脂、竹粉、抗氧剂、成核剂和相容剂用高速混合机混合均匀；
（2）用双螺杆挤出机，采用多段加热，将上述混合后的物料挤出造粒：螺杆转速为150rpm；各区温度依次为：前4段为160-165℃，其余各后段为170-180℃；
（3）在冷却后的粒料中，加入发泡剂和发泡助剂，制得发泡物料；
（4）采用注射发泡工艺，注塑温度为175℃，注塑压力速度为35%,注塑压力为45Mpa，注塑时间为30s，得微发泡聚丙烯复合材料。
实施例2
按重量计配比如下原料：
聚丙烯树脂     100份，
 竹粉          50份，
发泡剂         12份，
发泡助剂        3份，
抗氧剂          4份，
成核剂          2份，
相容剂           8份。
其中，所述的聚丙烯树脂是熔融指数在10g/10min的无规共聚聚丙烯树脂；所述的竹粉为粒径为100-200目，含水率小于1%的竹粉；所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述的发泡剂为所述的发泡助剂为氧化锌；所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂按质量比1:2复配而成的混合物；所述的成核剂为滑石粉；所述的相容剂为丙烯酸化合物接枝的聚丙烯。
一种微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数将聚丙烯树脂、竹粉、抗氧剂、成核剂和相容剂用高速混合机混合均匀；
（2）用双螺杆挤出机，采用多段加热，将上述混合后的物料挤出造粒：螺杆转速为155rpm；各区温度依次为：前4段为160-165℃，其余各后段为170-180℃；
（3）在冷却后的粒料中，加入发泡剂和发泡助剂，制得发泡物料；
（4）采用注射发泡工艺，注塑温度为175℃，注塑压力速度为27%,注塑压力为48Mpa，注塑时间为32s，得微发泡聚丙烯复合材料。
实施例3
按重量计配比如下原料：
聚丙烯树脂      100份，
 竹粉            60份，
发泡剂           15份，
发泡助剂         1份，
抗氧剂           1份，
成核剂           3份，
相容剂           5份。
其中，所述的聚丙烯树脂是熔融指数在15g/10min的无规共聚聚丙烯树脂；所述的竹粉为粒径为100-200目，含水率小于1%的竹粉；所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述的发泡剂为所述的发泡助剂为硬脂酸锌；所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂按质量比1:3复配而成的混合物；所述的成核剂为滑石粉；所述的相容剂为丙烯酸化合物接枝的聚丙烯。
一种微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照重量份数将聚丙烯树脂、竹粉、抗氧剂、成核剂和相容剂用高速混合机混合均匀；
（2）用双螺杆挤出机，采用多段加热，将上述混合后的物料挤出造粒：螺杆转速为160rpm；各区温度依次为：前4段为160-165℃，其余各后段为170-180℃；
（3）在冷却后的粒料中，加入发泡剂和发泡助剂，制得发泡物料；
（4）采用注射发泡工艺，注塑温度为180℃，注塑压力速度为40%,注塑压力为50Mpa，注塑时间为35s，得微发泡聚丙烯复合材料。
本发明原料来源广泛，成本低廉，操作简单，可制得泡孔细小、均匀致密、质轻、冲击性能好且环保的微发泡聚丙烯复合材料，可应用到许多工业领域，包括在汽车和航天工业中用作质轻、高强度的部件，制作容器、运动器材、并且具有广阔的前景。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1. 一种微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，由下述重量份数的组分组成：
 聚丙烯树脂     100份，
 竹粉          40-60份，
发泡剂          10-15份，
发泡助剂        1-5份，
抗氧剂          1-5份，
成核剂           1-3份，
相容剂           5-10份。
2.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的聚丙烯树脂是熔融指数在0.5-15g/10min的无规共聚聚丙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的竹粉为粒径为100-200目，含水率小于1%的竹粉。
4.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的发泡剂为所述的发泡助剂为氧化锌或硬脂酸锌。
6.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂按质量比1:1-3复配而成的混合物。
7.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的成核剂为滑石粉。
8.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂为丙烯酸化合物接枝的聚丙烯。
9.一种微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照重量份数将聚丙烯树脂、竹粉、抗氧剂、成核剂和相容剂用高速混合机混合均匀；
（2）用双螺杆挤出机，采用多段加热，将上述混合后的物料挤出造粒：螺杆转速为150-160rpm；各区温度依次为：前4段为160-165℃，其余各后段为170-180℃；
（3）在冷却后的粒料中，加入发泡剂和发泡助剂，制得发泡物料；
（4）采用注射发泡工艺，注塑温度为175-180℃，注塑压力速度为35-40%,注塑压力为45-50Mpa，注塑时间为30-35s，得微发泡聚丙烯复合材料。
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