CN103275397A - 一种改性微孔发泡聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种改性微孔发泡聚丙烯材料及其制备方法，涉及一种高聚物的加工方法。按质量比的原料组成为：聚丙烯60～80；改性剂20～40；交联剂1.2～1.5；助交联剂1.0～1.5；发泡剂1.5～2.5；发泡剂助剂1.0～4.0；成核剂10～30；硬脂酸0.5。制备方法：将全部原辅材料投入密炼机中密炼；将密炼后的物料在二辊开炼机中厚通，再打三角包，使物料混合均匀后出片、裁片；将裁好规格的片材置于预热的模具中，闭模，卸压开模即得改性微孔发泡聚丙烯材料。采用一步交联发泡模压法，制备过程简单，易行，生产成本低，有利于推广应用。所制备改性微孔发泡聚丙烯材料，泡孔结构致密、均匀、手感好物理性能优异。

Description

一种改性微孔发泡聚丙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高聚物的加工方法，具体涉及一种改性微孔发泡聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

2011年我国聚丙烯总质量达980.5万吨，同比增长8.8%，比聚乙烯增长快（聚乙烯2011年同比增长7.4%），成为我国5大通用塑料的第二位，由于微孔发泡PP塑料具有以下特性：

1）优良的耐热性能耐120℃。

2）优良的力学性能。

3）良好的热绝缘性。

4）具有高冲击能量吸收能力和良好的回弹性。

5）良好耐应力开裂。

6）与发泡聚苯乙烯相比其燃烧时烟少无毒性。

7）降解性能优于发泡聚苯乙烯有利于环保。

8）产品可回收利用。

因此微孔发泡聚丙烯广泛用于食品包装、缓冲包装、热绝缘材料、汽车零件、建筑保温隔音材料、文体用品、鞋用材料、渔业养殖等。

但由于聚丙烯树脂（PP）是柔软的长链分子结构结晶度高的聚合物，其发泡只能在结晶熔点附近进行，超过熔点温度熔体粘度迅速下降，致使发泡过程难以控制。一方面较低的熔体强度难以保持住发泡剂产生的气泡，气体在熔体中扩散与合并的速度很快；另一方面PP树脂的热熔较大，从熔融状态转变结晶状态放出大量的热，使树脂的熔体强度进一步下降，此时致密的结晶又进一步挤压气体，促使了泡孔的破裂所以传统的聚丙烯树脂及成型工艺进行聚丙烯发泡，其工艺控制困难，生产中很难获得满意、致密、均匀、质量稳定的微孔发泡聚丙烯材料。

在微孔发泡聚丙烯成型工艺中提高聚丙烯树脂熔体强度的方法有：

1）采用高熔体强度的聚丙烯树脂（HMSPP）。

2）固相接技聚丙烯。

3）交联法（物理射线辐照交联化学交联）。

4）高聚物弹性体共混改性。

目前高熔体强度聚丙烯树脂（HMSPP）只有美国、日本和欧洲少数国家生产，我国燕山石化、扬子石化正在加紧开发，目前国内应用较少。

固相接技聚丙烯在进行成型发泡前，在进行成型发泡前，先对普通聚丙烯树脂单体如马苯酸酐等进行支链化以得高熔体粘度的聚丙烯树脂，而后再进行成型发泡工艺，这样增加生产设备，成本高。

交联法：对聚丙烯树脂分子进行交联，以提高聚丙烯熔体粘度，交联分为物理交联——射线辐照交联、化学交联（过氧化物叠氮化合物），射线辐照交联只适用于挤出发泡工艺，不宜于模压法工艺，化学交联使用现有公司模压法生产工艺，发泡过程简单，易行，但在化学交联过程中聚丙烯易发生主链断裂，而剧烈降低影响交联效率，为抑制降解反应而有效地进行交联反应，采用助交联剂先行在聚丙烯的分子链上产生接技交联，从而抑制主交联剂对聚丙烯产生不良的副反应，改善交联后聚丙烯的交联效果，从而提高聚丙烯熔体强度。

共混高聚物弹性体对聚丙烯树脂熔融强度的提高有很好的效果，且原料易得工艺简单易行。

中国专利CN102977458A公开一种聚丙烯用微孔发泡剂、微孔发泡聚丙烯复合材料及其制备方法，聚丙烯用微孔发泡剂，由下述组分按重量份组成：碳酸氢钠9-15份，柠檬酸21-35份，高分子材料50-70份。微孔发泡聚丙烯复合材料，由下述组分按重量份组成：聚丙烯69-80份、高密度聚乙烯5-10份、成核剂3-5份、无机填料10-15份、热稳定剂0.1-1.0份、抗氧剂0.2-1.5份、聚丙烯用微孔发泡剂0.2-0.8份。制备工艺简单、成本低，该发明使用经济环保的发泡体系，所得发泡材料为注塑级发泡材料，突破发泡材料板材或管材的局限；所制得的微孔发泡聚丙烯复合材料在保证材料各项物理力学性能优异同时，材料的密度降低30%。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性微孔发泡聚丙烯材料及其制备方法。

所述改性微孔发泡聚丙烯材料按质量比的原料组成为：

所述聚丙烯可采用埃克森公司产的型号为PP6102的聚丙烯等。

所述改性剂可采用台湾世发公司生产的型号为SR-100或VPR-100或EPDM（三元乙丙）等。

所述交联剂可采用过氧化二异丙苯（DCP）等。

所述助交联剂可采用三烯丙基异氰脲酸脂（TAIC）等。

所述发泡剂可采用偶氮二甲酰胺（AC）等。

所述发泡剂助剂可采用氧化锌、硬脂酸锌等中的至少一种。

所述成核剂可采用碳酸钙等。

所述改性微孔发泡聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将全部原辅材料投入密炼机中密炼；

2）将密炼后的物料在二辊开炼机中厚通，再打三角包，使物料混合均匀后出片、裁片；

3）将裁好规格的片材置于预热的模具中，闭模，卸压开模即得改性微孔发泡聚丙烯材料。

在步骤1）中，所述密炼的温度可为120～130℃，密炼的时间可为8～15min。

在步骤2）中，所述二辊开炼机中的温度可为110～120℃，所述厚通的次数可为1～2次，所述打三角包的次数可为2～3次。

在步骤3）中，所述闭模的条件可为：闭模时间为12～15min，闭模控制蒸汽量压0.6～0.75MPa。

本发明配方中采用的改性剂SR-100、VPR-100或EPDM均能有效提高聚丙烯树脂的熔融强度，聚丙烯树脂在化学交联过程中易发生主链断裂，而剧烈降低影响交联效率，为抑制聚丙烯交联时降解反应，有效地进行交联反应，采用助交联剂先行在聚丙烯的分子链上产生接技交联，从而抑制主交联效果，从而提高聚丙烯熔体强度，本发明采用添加改性剂、交联剂及助交联剂，通过综合的作用大大提高聚丙烯的熔体强度，确保了发泡成型所需的熔体粘度条件，从而获得优良的细密均匀的微孔发泡聚丙烯材料。

在发泡体系中加入改性剂以提高聚丙烯树脂熔体强度以增加聚丙烯树脂熔融体粘度，提高熔融体的保气能力，以得到致细、均匀的微孔发泡体，在发泡体系中加入交联助剂，聚丙烯树脂大分子在交联过程同时产生断链、降裂。为使断链的低分子聚丙烯树脂重新交联必须添加助交联剂以提高PP的交联度，从而提高PP的熔体粘度，以利于PP的发泡。

与现有的聚丙烯发泡添加剂及加工方法相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用一步交联发泡模压法，制备过程简单，易行，生产成本低，有利于推广应用。

2、本发明所制备改性微孔发泡聚丙烯材料，泡孔结构致密、均匀、手感好物理性能优异。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种改性微孔发泡聚丙烯材料的制备方法包括以下步骤：

配方如下：

将上述原辅材料投入密炼机中密炼，温度130℃，密炼时间12min，将密炼的物料置于115℃二辊开炼机上厚通一次，然后打三角包三次，物料混均后即出片，裁片24cm×24cm的片材，称取1095g的片材置于25cm×25cm×2.3cm模具中，关模在蒸汽压力为0.65MPa下加热38min，使模内物料交联发泡，卸油压开模即得微孔发泡聚丙烯材料测试发泡材料的物理性能如下：

实施例2

一种改性微孔发泡聚丙烯材料制备方法包括以下步骤：

配方如下：

将上述原辅材料投入密炼机中密炼，温度130℃，密炼时间12min，将密炼的物料置于120℃二辊开炼机上厚通一次，而后打三角包三次，物料混均后出片，将片裁成24cm×24cm的片材，称取1095g的片材置于25cm×25cm×2.3cm模具中，关模在蒸汽压力为0.65MPa下加热38min，使模内物料交联发泡，卸油压开模即得微孔发泡聚丙烯材料测试发泡材料的物理性能如下：

实施例3

一种改性微孔发泡聚丙烯材料制备方法包括以下步骤：

配方如下：

将上述原辅材料投入密炼机中密炼，温度130℃，密炼时间12min，将密炼的物料置于120℃二辊开炼机上厚通一次，而后打三角包三次，物料混均后出片，将片裁成24cm×24cm的片材，称取1095g的片材置于25cm×25cm×2.3cm模具中，关模在蒸汽压力为0.65MPa下加热38min，使模内物料交联发泡，卸油压开模即得微孔发泡聚丙烯材料测试发泡材料的物理性能如下：

Claims (10)

1.一种改性微孔发泡聚丙烯材料，其特征在于按质量比的原料组成为：

2.如权利要求1所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料，其特征在于所述聚丙烯采用埃克森公司产的型号为PP6102的聚丙烯；所述改性剂可采用台湾世发公司生产的型号为SR-100或VPR-100或EPDM。

3.如权利要求1所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料，其特征在于所述交联剂采用过氧化二异丙苯。

4.如权利要求1所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料，其特征在于所述助交联剂采用三烯丙基异氰脲酸脂。

5.如权利要求1所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料，其特征在于所述发泡剂采用偶氮二甲酰胺。

6.如权利要求1所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料，其特征在于所述发泡剂助剂采用氧化锌、硬脂酸锌中的至少一种。

7.如权利要求1所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料，其特征在于所述成核剂采用碳酸钙。

8.如权利要求1所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将全部原辅材料投入密炼机中密炼；

2）将密炼后的物料在二辊开炼机中厚通，再打三角包，使物料混合均匀后出片、裁片；

3）将裁好规格的片材置于预热的模具中，闭模，卸压开模即得改性微孔发泡聚丙烯材料。

9.如权利要求8所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述密炼的温度为120～130℃，密炼的时间为8～15min。

10.如权利要求8所述一种改性微孔发泡聚丙烯材料的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述二辊开炼机中的温度为110～120℃，所述厚通的次数可为1～2次，所述打三角包的次数可为2～3次；

在步骤3）中，所述闭模的条件可为：闭模时间为12～15min，闭模控制蒸汽量压0.6～0.75MPa。