CN105504499B - 一种微孔发泡聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种微孔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孔发泡聚丙烯复合材料及其制备方法，由以下重量份的原料组成：富勒烯改性聚乙烯0.01‑20份，微胶囊发泡剂0.01‑10份，滑石粉填充聚丙烯70‑90份。将富勒烯改性聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备PP微孔发泡复合材料。本发明不仅节约了原材料成本，还获得了泡孔细小，均匀致密，冲击性能较好的微孔发泡聚丙烯复合材料。

Description

一种微孔发泡聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及发泡塑料及其制备方法，具体涉及一种聚丙烯微孔发泡复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，聚丙烯(简称PP)发泡材料由于具有优异的机械性能、突出的耐高温稳定性、耐环境应力开裂性和良好的降解性能而引起人们更为广泛的关注；尤其在“轻量化、节能环保”趋势的汽车领域更受青睐。发泡聚丙烯材料在注塑过程中通入一定量气体，将制品的密度降低，从而达到减重的目的，可在现有制件基础上进行降本，从模具结构上解决刚性问题，且不影响汽车制品皮纹外观，既保证了制品性能，又保持了外观的美观性。但是，聚丙烯属于结晶聚合物，当加工成为发泡材料时存在以下缺点：(1)在熔点以下几乎不流动，熔点以上熔体黏度急剧下降，由于这种特殊性质，使得聚丙烯可发泡温度范围较为狭窄；(2)聚丙烯熔体比热容大，从熔融态转变为结晶态时会放出大量的热量，使熔体黏度进一步降低，并且导致聚合物由熔体转变为固体需要较长时间，不利于泡孔的定型；(3)聚丙烯透气率高，发泡气体易逃逸。正是由于聚丙烯材料熔体强度低的缺点决定了其热成型性和发泡性能差，限制其广泛应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种微孔发泡聚丙烯复合材料及其制备方法，该材料在其制备发泡材料的过程中熔体强度足够支撑泡孔生长，解决现有技术发泡过程中，熔体强度低导致气体大量逃逸而造成的气泡塌陷破裂等问题，从而得到微孔发泡聚丙复合材料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种微孔发泡聚丙烯复合材料，由以下重量份的原料组成：
富勒烯改性聚乙烯0.01-20份，
微胶囊发泡剂0.01-10份，
滑石粉填充聚丙烯70-90份。
所述的富勒烯改性聚乙烯有以下重量份的原料组成：聚乙烯100重量份，富勒烯0.001-5重量份，自由基引发剂0.01-3重量份。将聚乙烯和富勒烯纳米粒子充分混合，在双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
所述的自由基引发剂为过氧化二异丙苯。
所述的胶囊发泡剂是聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
所述的滑石粉填充聚丙烯由以下重量份的原料组成：聚丙烯100重量份，相容剂POE 0-10重量份，滑石粉20重量份。将聚丙烯、相容剂和滑石粉充分混合，在双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
上述微孔发泡聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：
(1)按配方称量各原料；
(2)将富勒烯改性聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；
(3)采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备PP微孔发泡复合材料。
本发明中，通过添加富勒改性聚乙烯提高复合体系的熔体强度，利用富勒烯对自由基的强烈捕捉能力，一方面可以抑制自由基引发剂引起的聚乙烯降解，另一方面可以得到具有较高熔体强度的聚乙烯。随着富勒烯改性聚乙烯含量的继续增大，复合体系的熔体强度增加，与未添加富勒烯改性的聚乙烯相比较，熔体强度大大增加，且泡孔更加细密，减重量增加。本发明中，随着富勒烯改性聚乙烯的加入，泡孔直径逐渐减小，泡孔密度增加，冲击强度大大增加。本发明不仅节约了原材料成本，还获得了泡孔细小，均匀致密，冲击性能较好的微孔发泡聚丙烯复合材料。
具体实施方式
本发明可通过下面优选方案获得进一步的阐述，但这些实施例仅在于举例说明,不对本发明的范围做出界定。
在实施例及比较例复合材料配方中，聚丙烯为大韩油化公司生产的共聚聚丙烯，商品名为CB5290，熔体流动速率100g/10min(测试条件：230℃×2.16kg)；富勒烯为河南濮阳永新科技有限公司，纯度≥99.99％；聚乙烯为高密度聚乙烯，中国扬子石化有限公司，商品名5000S，熔体流动速率0.9g/10min(测试条件：230℃×2.16kg)；自由基引发剂为过氧化二异丙苯，阿克苏诺贝尔公司，商品名为Perkadox BC-40B，纯度≥99.99％；相容剂：马来酸酐接枝POE，东源县梓亨塑料厂，商品名9905；微胶囊发泡剂，科莱恩化工有限公司；此外使用10000目的滑石粉。
实施例1
采用原料重量份组分如下：
富勒烯改性聚乙烯5份；微胶囊发泡剂2份，滑石粉填充聚丙烯93份，将富勒烯改性聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备微孔发泡聚丙烯复合材料。
本实施例中，富勒烯改性聚乙烯的重量份组成如下：低密度聚乙烯100份，过氧化二异丙苯0.05份，富勒烯1份。
本实施例中，所述滑石粉填充聚丙烯重量份组成如下；聚丙烯100份，POE 5份，滑石粉20份。
本实施例中，所述微胶囊发泡剂以聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
卸压开模后的发泡聚丙烯材料物理性能见表1。
实施例2
采用原料重量份组成如下：
富勒烯改性聚乙烯5份；微胶囊发泡剂2份，滑石粉填充聚丙烯93份，将富勒烯聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备微孔发泡聚丙烯复合材料。
本实施例中，富勒烯改性聚乙烯的重量份组成如下：低密度聚乙烯100份，过氧化二异丙苯0.05份，富勒烯2份。
本实施例中，所述滑石粉填充聚丙烯重量份组成如下；聚丙烯75份，POE 5份，滑石粉20份。
本实施例中，所述微胶囊发泡剂以聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
卸压开模后的发泡聚丙烯材料物理性能见表1。
实施例3
采用原料重量份组成如下：富勒烯改性聚乙烯10份；微胶囊发泡剂2份；滑石粉填充聚丙烯88份
将富勒烯改性聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备PP微孔发泡复合材料。
本实施例中，富勒烯改性聚乙烯的重量份组成：低密度聚乙烯100份，过氧化二异丙苯0.05份，富勒烯2份。
本实施例中，所述滑石粉填充聚丙烯的重量份组成；聚丙烯100份，POE 5份，滑石粉20份。
本实施例中，所述微胶囊发泡剂以聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
卸压开模后的发泡聚丙烯材料物理性能见表1。
实施例4
采用原料重量份组成如下：
富勒烯改性聚乙烯15份；微胶囊发泡剂2份；滑石粉填充聚丙烯83份，将富勒烯改性聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备PP微孔发泡复合材料。
本实施例中，富勒烯改性聚乙烯的重量份组成：低密度聚乙烯100份，过氧化二异丙苯0.05份，富勒烯2份。
本实施例中，所述滑石粉填充聚丙烯的重量份组成；聚丙烯100份，POE 5份，滑石粉20份。
本实施例中，所述微胶囊发泡剂以聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
卸压开模后的发泡聚丙烯材料物理性能见表1。
实施例5
采用原料重量份组成如下：
富勒烯改性聚乙烯20份；微胶囊发泡剂2份；滑石粉填充聚丙烯78份，将富勒烯改性聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备PP微孔发泡复合材料。
本实施例中，富勒烯改性聚乙烯的重量份组成：低密度聚乙烯100份，过氧化二异丙苯0.05份，富勒烯2份。
本实施例中，所述滑石粉填充聚丙烯的重量份组成；聚丙烯100份，POE 5份，滑石粉20份。
本实施例中，所述微胶囊发泡剂以聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
卸压开模后的发泡聚丙烯材料物理性能见表1。
比较例
采用原料重量份组成如下：
微胶囊发泡剂2份；滑石粉填充聚丙烯98份，
将微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备PP微孔发泡复合材料。
本实施例中，所述滑石粉填充聚丙烯的重量份组成；聚丙烯100份，POE 5份，滑石粉20份。
本实施例中，所述微胶囊发泡剂以聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
卸压开模后的发泡聚丙烯材料物理性能见表1。
表1聚丙烯发泡材料物理性能：
以上实施例中，随着富勒烯改性聚乙烯含量的增加，复合发泡体系的熔体强度增大。微孔发泡聚丙烯体系泡孔更加细小和均匀致密，发泡材料的冲击强度与未发泡纯聚丙烯相比可提高50％左右。本发明获得了泡孔细小、均匀致密、冲击性能好且环保的微孔发泡聚丙烯材料。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种微孔发泡聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下重量份的原料组成：
富勒烯改性聚乙烯 0.01-20份，
微胶囊发泡剂 0.01-10份，
滑石粉填充聚丙烯 70-90份；
所述的富勒烯改性聚乙烯由以下重量份的原料组成：聚乙烯100重量份，富勒烯1-5重量份，自由基引发剂0.01-3重量份。
2.根据权利要求1所述的一种微孔发泡聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的自由基引发剂为过氧化二异丙苯。
3.根据权利要求1所述的一种微孔发泡聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的微胶囊发泡剂是聚乙烯为载体，碳酸氢钠和柠檬酸包裹在聚乙烯载体内部。
4.根据权利要求1所述的一种微孔发泡聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的滑石粉填充聚丙烯由以下重量份的原料组成：聚丙烯100重量份，相容剂POE 0-10重量份，滑石粉20重量份。
5.根据权利要求1-4任意之一所述微孔发泡聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤为：
(1)按配方称量各原料；
(2)将富勒烯改性聚乙烯、微胶囊发泡剂和滑石粉填充聚丙烯按比例混合均匀；
(3)采用注塑成型的方法，在二次开模条件下制备PP微孔发泡复合材料。
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