CN104108151A - 紫外光辐照交联聚丙烯发泡片材的制备方法 - Google Patents

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王亮
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Abstract

本发明涉及了一种紫外光辐照交联聚丙烯发泡片材的制备工艺，该方法采用紫外光辐照引发聚丙烯接枝交联提高聚丙烯的熔体强度，用于高发泡倍率聚丙烯片材的开发和生产。本发明特点在于：通过优异的共混技术和节能可控连续的紫外辐照技术生产聚丙烯专用发泡片材，常规化学发泡后得到的发泡材料泡孔均匀，发泡倍率可达10-30倍。而且本发明生产过程中低能耗、零排放，操作简单，能实现大规模连续化生产；工艺可控性高，制品质量稳定。

Description

紫外光辐照交联聚丙烯发泡片材的制备方法
一、技术领域
本发明涉及一种聚丙烯发泡片材，具体来说是涉及紫外交联聚丙烯发泡片材的制备方法，属于聚合物改性和加工领域。
二、背景技术
聚丙烯发泡材料综合性能优良、性价比高：相对于聚乙烯发泡材料更高的耐热性和拉伸强度，相对于聚苯乙烯发泡材料更高的冲击强度，相对于聚氨酯发泡材料的环保性，正逐步成为缓冲、包装、内饰、餐饮等行业的新宠。
然而，普通牌号的聚丙烯是半结晶聚合物，达到熔融温度后软化明显，熔体强度低，不能制备合格的发泡材料。
目前，现有的辐照技术多采用高能射线辐照，如X射线和γ射线等，但射线能量过高，辐照过程中交联和降解同时发生，容易对材料本身造成损伤，降低材料的使用性和力学性能，而且设备昂贵，维护成本高，不易实现连续化生产。
本发明的亮点在于：在反应体系中添加了紫外光引发剂和敏化剂，采用市售廉价的高压汞灯提供紫外线引发体系发生交联反应提高聚丙烯的熔体强度，不但设备投资少，而且辐照过程条件温和，简单可控，整个生产过程工艺连续。
三、发明内容
本发明通过紫外辐照交联聚丙烯这种新颖的方法制备高熔体强度聚丙烯，用于高发泡倍率聚丙烯片材的开发。该方法设备简单，工艺连续，产品质量稳定，能耗低，可以取代目前高能射线制备高熔体强度聚丙烯的方法。得到的发泡制品发泡倍率高，密度小，泡孔大小均匀、分布均一，力学性能和热学性能良好。
为了达到上述目的，紫外交联聚丙烯发泡片材，由以下质量份数的组分组成：
其中，聚丙烯为无规共聚聚丙烯，熔融指数为0.3～3g/10min。紫外光引发剂采用二苯甲酮。敏化剂为TMPTA或PETIA，增韧剂选用POE、EVA或EPDM。抗氧剂为抗氧剂1010。发泡剂母粒为市售或实验室自制发泡剂母粒。
本发明的目标是由以下技术措施和工艺实现的。紫外光交联聚丙烯发泡片材的制备方法包括以下工艺步骤：
第一步：混料
按质量份数称取聚丙烯、紫外光引发剂、敏化剂、增韧剂和抗氧剂，在高速混合机中混合10到15分钟，料温控制在80℃左右。
第二步：共混造粒
将第一步中混合均匀的物料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，挤出温度为230℃左右。
第三步：挤出片材
将第二步中的粒料和发泡剂母粒按照一定的质量份数混合均匀，在单螺杆挤出机上进行无发泡挤出，挤出0.5～3mm厚度的片材，挤出温度为150℃～170℃。
第四步：紫外辐照
将第三步中的挤出成型的聚丙烯发泡片材在紫外箱中进行1000mj/cm2～5000mj/cm2的紫外辐照。
第五步：发泡定型
将第四步中的紫外辐照聚丙烯发泡片材在发泡炉中进行发泡实验，发泡温度为190℃～230℃。
本发明与现有技术相比，具有以下特色和优点：
1、该方法使用的紫外光引发光源为市售的高压汞灯，与高能射线辐照相比价格低廉，维护方便；而且紫外光的能量低，不会对材料本身造成射线损伤，安全可控。
2、本发明整个生产过程低能耗、零排放，操作简单，能实现大规模连续化生产，而且工艺可控性高，制品质量稳定。
四、具体的实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步描述。
实施例一：按质量份数称取聚丙烯100份、紫外光引发剂0.2份、敏化剂1.6份、增韧剂10份和抗氧剂0.1份，在高速混合机中混合10到15分钟，料温控制在80℃左右。然后将混合均匀的物料，经双螺杆挤出机共混熔融挤出，造粒，挤出温度为230℃左右。称取30份发泡剂母粒与双螺杆挤出机造粒的粒料均匀混合，在单螺杆挤出机上进行无发泡挤出，挤出厚度为1mm的聚丙烯发泡片材，挤出温度为160℃。将聚丙烯发泡片材在紫外箱中进行1000mj/cm2的紫外辐照。将紫外辐照后的片材在发泡炉中进行发泡实验，发泡温度为220℃。
实施例二：按质量份数称取聚丙烯100份、紫外光引发剂0.2份、敏化剂1.6份、增韧剂10份和抗氧剂0.1份，在高速混合机中混合10到15分钟，料温控制在80℃左右。然后将混合均匀的物料，经双螺杆挤出机共混熔融挤出，造粒，挤出温度为230℃左右。称取30份发泡剂母粒与双螺杆挤出机造粒的粒料均匀混合，在单螺杆挤出机上进行无发泡挤出，挤出厚度为1mm的聚丙烯发泡片材，挤出温度为160℃。将聚丙烯发泡片材在紫外箱中进行3000mj/cm2的紫外辐照。将紫外辐照后的片材在发泡炉中进行发泡实验，发泡温度为220℃。
实施例三：按质量份数称取聚丙烯100份、紫外光引发剂0.2份、敏化剂1.6份、增韧剂10份和抗氧剂0.1份，在高速混合机中混合10到15分钟，料温控制在80℃左右。然后将混合均匀的物料，经双螺杆挤出机共混熔融挤出，造粒，挤出温度为230℃左右。称取30份发泡剂母粒与双螺杆挤出机造粒的粒料均匀混合，在单螺杆挤出机上进行无发泡挤出，挤出厚度为1mm的聚丙烯发泡片材，挤出温度为160℃。将聚丙烯发泡片材在紫外箱中进行5000mj/cm2的紫外辐照。将紫外辐照后的片材在发泡炉中进行发泡实验，发泡温度为220℃。

Claims (3)

1.紫外光辐照交联聚丙烯发泡片材的制备方法，其特征在于将计量的聚丙烯、紫外光引发剂、敏化剂和增韧剂混合均匀制备聚丙烯功能母粒，将聚丙烯功能母粒和发泡剂母粒混合均匀挤出片材，然后经紫外光辐照交联，最后在热烘箱中发泡成型。
2.根据权利要求1所述的紫外光辐照交联聚丙烯发泡片材的制备方法，其特征在于：紫外光引发剂选用二苯甲酮(BP)，敏化剂选用三官能团单体三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯，优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的紫外光辐照交联聚丙烯发泡片材的制备方法，其特征在于：片材的挤出过程中采用无发泡挤出工艺，然后对片材进行一定剂量的紫外光辐照，引发接枝交联反应，改善聚丙烯的熔体强度，最后在热烘箱中发泡成型。
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