CN104877236B - 辐射交联聚丙烯泡沫塑料及其连续生产方法 - Google Patents

辐射交联聚丙烯泡沫塑料及其连续生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种辐射交联聚丙烯泡沫塑料的连续生产方法。其配方成份：聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、交联敏化剂、抗氧剂、辅助抗氧剂0.2~6、相容剂。通过将聚丙烯与聚乙烯、交联敏化剂和除发泡剂外的其它助剂按比例混合均匀，共混造粒，再加入发泡剂共混造粒；再将上述的共混物粒子挤出压光成型，挤出温度为，压光温度为；然后将上述的挤出压光成型物进行辐射交联；最后将辐射交联后的成型物在室温~200℃的预热区预热，然后在200℃~300℃完成发泡成型。优点为：辐射交联提高了PP熔体强度，消除了化学交联引发剂易残留对产品性能的影响；分步混炼、挤出造粒，解决了普通聚丙烯熔体强度低，加工温度与化学发泡剂初始分解温度相差小，难以加工成稳定的泡沫聚丙烯的难题，同时抑制了辐射交联时聚丙烯的降解；可以实现工业化批量生产。

Description

辐射交联聚丙烯泡沫塑料及其连续生产方法
技术领域
本发明涉及一种辐射交联发泡材料的生产方法，尤其是涉及一种辐射交联聚丙烯泡沫塑料及其连续生产方法。
背景技术
通用聚丙烯材料可发性较差，其适宜发泡的粘度和温度范围较窄。因此，为提高聚丙烯材料的可发泡性和加工稳定性，通常采用交联工艺来提高体系的熔体强度，以适应聚丙烯发泡的要求。
以往，常采用化学交联工艺来制备发泡聚丙烯。例如日本专利日特开昭61-143449提供了一种制备方法：先将聚丙烯树脂与有机过氧化物熔融混炼，得到部分交联的聚丙烯树脂；然后将部分交联的聚丙烯树脂或其混合物与挥发性发泡剂混合，送入挤出机进行挤出发泡。但是，这种方法工艺复杂、控制困难，且制品中有残留的交联引发剂，对产品的老化性能有影响。
近年来有些公司开始采用辐射交联工艺来制备发泡聚丙烯。如中国专利CN1131277C提供了一种辐射交联聚丙烯发泡材料的制备方法，但该专利使用的聚丙烯树脂为一种特制的耐辐照聚丙烯，要求辐射交联后的片材放置一段时间才能进行发泡，周期较长，且只能生产实施例中所列举的尺寸很小的发泡片材，规模化生产比较困难。
发明内容
本发明旨在提供一种能工业化连续生产的辐射交联聚丙烯泡沫塑料。
本发明的另一目的在于提供一种能工业化连续生产的辐射交联聚丙烯泡沫塑料生产方法。
本发明目的的技术方案如下：
辐射交联聚丙烯泡沫塑料，以重量份计各组分和配比如下：
Figure BDF0000008082030000011
Figure BDF0000008082030000021
其中聚丙烯加聚乙烯为100份，聚丙烯树脂为无规共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，熔融指数为0.1g/10min～10g/10min，聚乙烯为包含但不限于LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE中的一种或几种混合物，熔融指数为0.1g/10min～10g/10min，交联敏化剂是一种二官能团或多官能团化合物，包含但不限于三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯(DMPDMA)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、异氰脲酸三烯丙酯(TAC)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)中的一种或几种的混合物，添加量为基体树脂重量的0.1-5％,优选1-3％,相容剂包含但不限于SBS、EPDM、SEBS中的一种或几种的混合物,添加量为基体树脂重量的0.210％,优选为0.55％，发泡剂要求分解温度在185～270℃，包含但不限于偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二甲酸钡、对甲苯磺酰氨基脲(TSSC)、草酰肼(OXH)、N，N‘-二亚硝基五次甲基四胺(发泡剂H)中的一种或几种的混合物或偶氮二甲酰胺(AC),添加量为基体树脂重量的1％-20％,优选为3％-15％，发泡材料的倍率为5～30倍；
本发明优选的组分和配比可以为以重量份计：
Figure BDF0000008082030000022
其中聚丙烯加聚乙烯为100份，聚丙烯树脂为无规共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，熔融指数为为0.2g/10min～3g/10min，聚乙烯为包含但不限于LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE中的一种或几种混合物，熔融指数为为1g/min～5g/10min，交联敏化剂是一种二官能团或多官能团化合物，包含但不限于三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯(DMPDMA)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、异氰脲酸三烯丙酯(TAC)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)中的一种或几种的混合物，添加量为基体树脂重量的0.1-5％,优选1-3％，相容剂包含但不限于SBS、EPDM、SEBS中的一种或几种的混合物,添加量为基体树脂重量的0.210％,优选为0.55％，发泡剂要求分解温度在190～250℃，包含但不限于偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二甲酸钡、对甲苯磺酰氨基脲(TSSC)、草酰肼(OXH)、N，N‘-二亚硝基五次甲基四胺(发泡剂H)中的一种或几种的混合物或偶氮二甲酰胺(AC),添加量为基体树脂重量的1％-20％,优选为3％-15％，发泡材料的倍率为5～30倍；
根据需要，配方体系中也可加入聚乙烯蜡、色母料、阻燃剂等，但不限于上述添加物；
上述的辐射交联聚丙烯泡沫塑料及其连续生产方法，其包括如下操作步骤：
(1)首先将聚丙烯与聚乙烯、交联敏化剂和除发泡剂外的其它助剂按比例在高速混合机上混合均匀，然后在双螺杆挤出机上造粒，造粒温度为160℃～200℃；再加入发泡剂在双螺杆挤出机上进行共混造粒，造粒温度为130℃～160℃；
(2)将步骤(1)的混合物在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为110℃～160℃；并经压光机上压光成母片，压光温度为40℃～80℃；
(3)将步骤(2)挤出压光的母片在电子加速器上进行辐射交联，辐射剂量为50kGy～200kGy；
(4)将辐射交联后的母片通过有预热区和发泡区两部分组成的垂直发泡炉或水平发泡炉进行连续高温发泡，预热区预热温度为室温～150℃，发泡区的最高温度为270℃。
本发明具有如下优点：
a)通过辐射交联方法，提高了PP熔体强度，摆脱了PP化学交联时交联引发剂易残留而对产品性能有影响的难题；
b)采用分步混炼、挤出造粒制成，解决了普通聚丙烯熔体强度低，加工温度与化学发泡剂初始分解温度相差小，难以加工成稳定的泡沫聚丙烯的难题，同时抑制了辐射交联时聚丙烯的降解。
c)本发明可以实现工业化批量生产。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本发明，但本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例一
本发明的辐射交联聚丙烯泡沫塑料,发泡倍率9.7，采用如下重量份计组分及配比：聚丙烯PP80,聚乙烯LDPE 20相加为100份，发泡剂5,交联敏化剂TAIC2.2,抗氧剂1.2,辅助抗氧剂2.4,相容剂SBS1。
具体连续生产的方法如下：
(1)首先将聚丙烯与聚乙烯、交联敏化剂和除发泡剂外的其它助剂按比例在高速混合机上混合均匀，然后在双螺杆挤出机上造粒，造粒温度为160℃～200℃；再加入发泡剂在双螺杆挤出机上进行共混造粒，造粒温度为130℃～160℃；
(2)将第(1)步的混合物在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为110℃～160℃；并经压光机上压光成母片，压光温度为40℃～80℃；
(3)将上一步挤出的母片在电子加速器上进行辐射交联，辐射剂量为50kGy～200kGy；
(4)将辐射交联后的母片在发泡装置上进行高温发泡。发泡装置由预热区和发泡区两部分组成，它可以是水平发泡炉、垂直发泡炉或其它类似发泡装置。首先将辐射交联后的母片在室温～150℃的预热区预热，然后在最高温度为270℃的发泡区完成连续发泡。
实施例二
本发明的辐射交联聚丙烯泡沫塑料,发泡倍率15.4，采用如下重量份计组分及配比：聚丙烯PP70,聚乙烯HDPE 30相加为100份，发泡剂8,交联敏化剂TMPTMA2,抗氧剂1,辅助抗氧剂2,相容剂EPDM1.5。
具体连续生产的方法如下：
(1)首先将聚丙烯与聚乙烯、交联敏化剂和除发泡剂外的其它助剂按比例在高速混合机上混合均匀，然后在双螺杆挤出机上造粒，造粒温度为160℃～200℃；再加入发泡剂在双螺杆挤出机上进行共混造粒，造粒温度为130℃～160℃；
(2)将第(1)步的混合物在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为110℃～160℃；并经压光机上压光成母片，压光温度为40℃～80℃；
(3)将上一步挤出的母片在电子加速器上进行辐射交联，辐射剂量为50kGy～200kGy；
(4)将辐射交联后的母片在发泡装置上进行高温发泡。发泡装置由预热区和发泡区两部分组成，它可以是水平发泡炉、垂直发泡炉或其它类似发泡装置。首先将辐射交联后的母片在室温～150℃的预热区预热，然后在最高温度为270℃的发泡区完成连续发泡。
实施例三
本发明的辐射交联聚丙烯泡沫塑料,发泡倍率20.2，采用如下重量份计组分及配比：聚丙烯PP50,聚乙烯LLDPE50相加为100份，发泡剂10.5,交联敏化剂DEGDMA1.8,抗氧剂0.8,辅助抗氧剂1.6,相容剂SEBS4。
具体连续生产的方法如下：
(1)首先将聚丙烯与聚乙烯、交联敏化剂和除发泡剂外的其它助剂按比例在高速混合机上混合均匀，然后在双螺杆挤出机上造粒，造粒温度为160℃～200℃；再加入发泡剂在双螺杆挤出机上进行共混造粒，造粒温度为130℃～160℃；
(2)将第(1)步的混合物在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为110℃～160℃；并经压光机上压光成母片，压光温度为40℃～80℃；
(3)将上一步挤出的母片在电子加速器上进行辐射交联，辐射剂量为50kGy～200kGy；
(4)将辐射交联后的母片在发泡装置上进行高温发泡。发泡装置由预热区和发泡区两部分组成，它可以是水平发泡炉、垂直发泡炉或其它类似发泡装置。首先将辐射交联后的母片在室温～150℃的预热区预热，然后在最高温度为270℃的发泡区完成连续发泡。
实施例四
本发明的辐射交联聚丙烯泡沫塑料,发泡倍率29.1，采用如下重量份计组分及配比：聚丙烯PP30,聚乙烯LDPE70相加为100份，发泡剂15,交联敏化剂TMPTMA1.5,抗氧剂0.5,辅助抗氧剂1,相容剂EPDM2。
具体连续生产的方法如下：
(1)首先将聚丙烯与聚乙烯、交联敏化剂和除发泡剂外的其它助剂按比例在高速混合机上混合均匀，然后在双螺杆挤出机上造粒，造粒温度为160℃～200℃；再加入发泡剂在双螺杆挤出机上进行共混造粒，造粒温度为130℃～160℃；
(2)将第(1)步的混合物在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为110℃～160℃；并经压光机上压光成母片，压光温度为40℃～80℃；
(3)将上一步挤出的母片在电子加速器上进行辐射交联，辐射剂量为50kGy～200kGy；
(4)将辐射交联后的母片在发泡装置上进行高温发泡。发泡装置由预热区和发泡区两部分组成，它可以是水平发泡炉、垂直发泡炉或其它类似发泡装置。首先将辐射交联后的母片在室温～150℃的预热区预热，然后在最高温度为270℃的发泡区完成连续发泡。

Claims (3)

1.一种辐射交联聚丙烯泡沫塑料连续生产方法，在各组分及配比的重量份是，聚丙烯30～97，聚乙烯0～70，发泡剂1～20，交联敏化剂0.1～5，抗氧剂0.2～3，辅助抗氧剂0.2～6，相容剂0.2～10，且其中聚丙烯加聚乙烯为100份，聚丙烯树脂为无规共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯，熔融指数为0.1g/10min～10g/10min，聚乙烯为包含但不限于LDPE、LLDPE、mLLDPE、HDPE中的一种或几种混合物，熔融指数为0.1g/10min～10g/10min，交联敏化剂是一种二官能团或多官能团化合物，包含三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯(DMPDMA)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、异氰脲酸三烯丙酯(TAC)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)中的一种或几种的混合物，添加量为基体树脂重量的0.1-5％,相容剂包含SBS、EPDM、SEBS中的一种或几种的混合物,添加量为基体树脂重量的0.210％,发泡剂要求分解温度在185～270℃，包含偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二甲酸钡、对甲苯磺酰氨基脲(TSSC)、草酰肼(OXH)、N，N‘-二亚硝基五次甲基四胺(发泡剂H)中的一种或几种的混合物或偶氮二甲酰胺(AC),添加量为基体树脂重量的1％-20％，发泡材料的倍率为5～30倍，其特征在于包括如下操作步骤：
(1)首先将聚丙烯与聚乙烯、交联敏化剂和除发泡剂外的其它助剂按比例在高速混合机上混合均匀，然后在双螺杆挤出机上造粒，造粒温度为160℃～200℃；再加入发泡剂在双螺杆挤出机上进行共混造粒，造粒温度为130℃～160℃；
(2)将步骤(1)的混合物在单螺杆挤出机上挤出，挤出温度为110℃～160℃；并经压光机上压光成母片，压光温度为40℃～80℃；
(3)将步骤(2)挤出压光的母片在电子加速器上进行辐射交联，辐射剂量为50kGy～200kGy；
(4)将辐射交联后的母片通过有预热区和发泡区两部分组成的垂直发泡炉或水平发泡炉进行连续高温发泡，预热区预热温度为室温～150℃，发泡区的最高温度为270℃。
2.根据权利要求1所述辐射交联聚丙烯泡沫塑料连续生产方法，其特征在于：各组分及配比的重量份是，聚丙烯70～90，聚乙烯10～30，发泡剂3～15，交联敏化剂1～3，抗氧剂0.5～1.5，辅助抗氧剂1～3，相容剂0.5～5。
3.根据权利要求1或2所述的辐射交联聚丙烯泡沫塑料连续生产方法，其特征在于：交联敏化剂添加量为基体树脂重量的1-3％,相容剂添加量为基体树脂重量的0.55％，发泡剂添加量为3％-15％。
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