CN104072880B - 一种tpo发泡微球的制备方法以及应用 - Google Patents

一种tpo发泡微球的制备方法以及应用 Download PDF

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Abstract

一种TPO发泡微球的制备方法以及应用，它涉及材料科学领域。它的重量比配方为：聚烯烃弹性体20‑30份、茂金属聚乙烯10‑15份、苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物10‑15份、发泡剂5‑30份、交联剂1.5‑5.5份、接枝助剂1‑5份、加工助剂5‑8份。它的制备方法为：发泡母粒的制备；TPO发泡微球制备；发泡微球粘合；模压定型。它采用四元共混(PP/MPE/POE/SEBS)和化学交联改性法，对PP进行同时共混交联改性，利用正交实验研究了PP改性的配方，分析改性后的PP的发泡性能和力学性能，制备出具有优异性能的TPO发泡塑料，连续挤出、操作简单、发泡倍率高，气泡均匀，并采用粘胶模压形式制得成品。

Description

一种TPO发泡微球的制备方法以及应用
技术领域：
本发明涉及材料科学领域，尤其是一种泡沫聚烯烃材料的制备方法以及应用，具体涉及到一种TPO发泡材料的制备方法以及应用。
背景技术：
聚合物发泡塑料是以树脂为基体，在其内部有大量气泡的塑料，也可以认为是用气体填充的塑料。其中，聚丙烯(PP)发泡塑料具有很多优点：质量轻、原料来源丰富、性价比高；良好的耐热性；良好的拉伸性能、抗冲击性能；耐化学腐蚀能力强；微波适应性好；耐油性好。PP发泡塑料主要由PP树脂组成，可以回收再利用，且其性能基本不变，是制备环境友好型发泡塑料的理想材料。目前，已经成为许多行业中优先考虑选用的新型材料，有很大的发展机遇。而且国家也开始限制PS泡沫塑料的使用，所以开展PP发泡塑料的研究既符合国家的发展政策，有利于相关产业的发展，会带来良好的社会效益和经济效益。
普通PP拉伸性能良好但冲击韧性差。在发泡温度下熔体强度会迅速降低，熔体很难包裹助气体，发泡成型难以控制。为了解决这些问题，目前比较有效的改性方法是用高熔体强度聚丙烯(HMSPP)只有美国、意大利、比利时、日本等少数国家能生产，应用比利时montel公司的高熔体强度的聚丙烯(HMSPP)、PP均聚物以及化学发泡剂生产具有极细小微孔而且均匀分布的发泡PP片材，该产品采用了通过特殊催化和聚合工艺开发成功的HMSPP，该HMSPP在熔融加工时候具有很高的张力和应变硬化性，所以在气泡成长中不易破裂，而其生产的发泡制品具有闭孔结构，因此具有较高的绝热性和刚性。而HMSPP价格较高，会提高PP发泡材料的成本，较难应用于实际生产中另外一种在国内燕山化工等公司做了大量实验研究，在超临界条件下进行发泡和共混、交联改性发泡。然后超临界条件需要在惰性气体保护下，因此设备投入大，而且发泡不容易控制，会提高PP发泡材料的成本，较难应用于实际生产中。
无论应用物理发泡或者超临界发泡，其工艺都比较复杂，设备投入较大，产品质量控制比较困难，而且需要特殊的高熔体强度作为发泡基材。
发明内容：
本发明的目的是提供一种TPO发泡材料的制备方法以及应用，它采用四元共混(PP/MPE/POE/SEBS)和化学交联改性法，对PP进行同时共混交联改性，利用正交实验研究了PP改性的配方，分析改性后的PP的发泡性能和力学性能，制备出具有优异性能的TPO发泡塑料，连续挤出、操作简单、发泡倍率高，气泡均匀，并采用粘胶模压形式制得成品。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它的重量比配方为：聚烯烃弹性体(POE)20-30份、茂金属聚乙烯(MPE)10-15份、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)10-15份、发泡剂5-30份、交联剂1.5-5.5份、接枝助剂(TMPTMA)1-5份、加工助剂5-8份。
它的制备方法为：S1、发泡母粒的制备：聚烯烃弹性体(POE)、茂金属聚乙烯(MPE)，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、发泡剂、交联剂、加工助剂按比例充分混合后，密炼机组密炼造粒制得发泡母粒，密炼机造粒温度135℃，密炼时间13min，造粒机造粒温度105℃；
S2、TPO发泡微球制备：将制得的发泡母粒与PP按70∶30比例混合，加入接枝助剂(TMPTMA)进行接枝改性，接枝助剂质量分数1.5-3％充分混合后在双螺杆挤出机挤出切粒，口模压力设定10-35Mpa，口模温度设定110-115℃，制得TPO发泡微球；
S3、发泡微球粘合：所制得的TPO发泡微球，选择特定的发泡倍率，相对应的密度，以水性聚氨酯为熔体在常温下均匀搅拌，放置0.5小时后，制得TPO发泡微球初坯溶体；
S4、模压定型：将制得发泡熔体导入既定的模腔，施加一定的压力，压力设定10-15Mpa，在80-100度左右热压成型，模具的形状根据制品所需形状1∶1设定。
上述制备方法中，所述的PP为等规共聚聚丙烯，间规共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯的一种或者多种以上混合物。
上述制备方法中，所述的茂金属聚乙烯为采用茂金属技术制备而成的聚乙烯，分子量由3万到10万之间的一种或者多种混合物。
上述制备方法中，所述的聚烯烃弹性体POE为乙烯-1-辛烯嵌段共聚物，其粘度由17-35、硬度由54-84A中的一种或者多种混合物混合而成。
上述制备方法中，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或者按比例混合而成。
上述制备方法中，所述的交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯，一种或者多种混合而成。
上述制备方法中，接枝助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，多元官能基团酯化物。
上述制备方法中，所述的加工助剂为过氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、AO抗氧化剂、防老剂，一种或者多种混合而成
本发明的有益效果在于：采用TPO发泡微球方式设定，取材容易、成本低廉，采用工艺简单，设备投入少，克服了传统化学发泡和超临界物理发泡工艺复杂，设备投入大，控制困难等缺点，采用密炼机制备发泡母粒、双螺杆挤出机改性接枝发泡，模具热压成型系列工艺，所得制品密度为0.05-0.9，性能十分优异，具有环境友好，不破坏大气层的优点，所制得制品质轻，比重从0.5-0.9g/cm3均可制得，制品具有柔韧，手感好，回弹优良等优势。
具体实施方式：
本具体实施方式采用以下技术方案：它的重量比配方为：聚烯烃弹性体(POE)28份、茂金属聚乙烯(MPE)12份、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SEBS)15份、发泡剂28份、交联剂5份、接枝助剂(TMPTMA)4份、加工助剂8份。
它的制备方法为：S1、发泡母粒的制备：聚烯烃弹性体(POE)、茂金属聚乙烯(MPE)，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)、发泡剂、交联剂、加工助剂按比例充分混合后，密炼机组密炼造粒制得发泡母粒，密炼机造粒温度135℃，密炼时间13min，造粒机造粒温度105℃；
S2、TPO发泡微球制备：将制得的发泡母粒与PP按70∶30比例混合，加入接枝助剂(TMPTMA)进行接枝改性，接枝助剂质量分数1.5-3％充分混合后在双螺杆挤出机挤出切粒，口模压力设定10-35Mpa，口模温度设定110-115℃，制得TPO发泡微球；
S3、发泡微球粘合：所制得的TPO发泡微球，选择特定的发泡倍率，相对应的密度，以水性聚氨酯为熔体在常温下均匀搅拌，放置0.5小时后，制得TPO发泡微球初坯溶体；
S4、模压定型：将制得发泡熔体导入既定的模腔，施加一定的压力，压力设定10-15Mpa，在80-100度左右热压成型，模具的形状根据制品所需形状1∶1设定。
上述制备方法中，所述的PP为等规共聚聚丙烯，间规共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯的一种或者多种以上混合物。
上述制备方法中，所述的茂金属聚乙烯为采用茂金属技术制备而成的聚乙烯，分子量由3万到10万之间的一种或者多种混合物。
上述制备方法中，所述的聚烯烃弹性体POE为乙烯-1-辛烯嵌段共聚物，其粘度由17-35、硬度由54-84A中的一种或者多种混合物混合而成。
上述制备方法中，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或者按比例混合而成。
上述制备方法中，所述的交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯，一种或者多种混合而成。
上述制备方法中，接枝助剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，多元官能基团酯化物。
上述制备方法中，所述的加工助剂为过氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、AO抗氧化剂、防老剂，一种或者多种混合而成
本具体实施方式的有益效果在于：采用TPO发泡微球方式设定，取材容易、成本低廉，采用工艺简单，设备投入少，克服了传统化学发泡和超临界物理发泡工艺复杂，设备投入大，控制困难等缺点，采用密炼机制备发泡母粒、双螺杆挤出机改性接枝发泡，模具热压成型系列工艺，所得制品密度为0.05-0.9，性能十分优异，具有环境友好，不破坏大气层的优点，所制得制品质轻，比重从0.5-0.9g/cm3均可制得，制品具有柔韧，手感好，回弹优良等优势。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但是本发明的保护范围不仅限于此，任何熟悉本技术领域的人员在本发明专利揭露的技术范围内，轻易想到的变化和更替，都应涵盖在本发明保护范围内。

Claims (4)

1.一种TPO发泡微球制品的制备方法，其特征在于所述TPO发泡微球的重量比配方为：聚烯烃弹性体POE 20-30份、茂金属聚乙烯10-15份、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物10-15份、发泡剂5-30份、交联剂1.5-5.5份、接枝助剂1-5份、加工助剂5-8份；所述TPO发泡微球制品的制备方法为：(S1)、发泡母粒的制备：聚烯烃弹性体、茂金属聚乙烯，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、发泡剂、交联剂、加工助剂按比例充分混合后，密炼机组密炼造粒制得发泡母粒，密炼机造粒温度135℃，密炼时间13min，造粒机造粒温度105℃；
(S2)、TPO发泡微球制备：将制得的发泡母粒与PP按70∶30比例混合，加入接枝助剂进行接枝改性，接枝助剂质量分数1.5-3％充分混合后在双螺杆挤出机挤出切粒，口模压力设定10-35Mpa，口模温度设定110-115℃，制得TPO发泡微球；
(S3)、发泡微球粘合：所制得的TPO发泡微球，选择特定的发泡倍率，相对应的密度，以水性聚氨酯为熔体在常温下均匀搅拌，放置0.5小时后，制得TPO发泡微球初坯熔体；
(S4)、模压定型：将制得发泡熔体导入既定的模腔，施加一定的压力，压力设定10-15Mpa，在80-100度热压成型，模具的形状根据制品所需形状1∶1设定；
所述的接枝助剂为TMPTMA。
2.根据权利要求1所述的一种TPO发泡微球制品的制备方法，其特征在于所述的茂金属聚乙烯为采用茂金属技术制备而成的聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种TPO发泡微球制品的制备方法，其特征在于所述的聚烯烃弹性体POE为乙烯-1-辛烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种TPO发泡微球制品的制备方法，其特征在于所述的交联剂为过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或多种混合而成。
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Address after: 362200 Huzhong sudai Industrial Zone, Chendai Town, Jinjiang City, Fujian Province

Patentee after: Fujian Kaiji polymer material Co.,Ltd.

Address before: 362200 Huzhong sudai Industrial Zone, Chendai Town, Jinjiang City, Fujian Province

Patentee before: JINJIANG KAIJI HIGH-MOLECULAR MATERIAL CO.,LTD.