CN105885242A - 一种高刚性聚丙烯发泡珠粒及其节能制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其配方包括如下重量份数的各组分：高刚性聚丙烯42～95份，低成型压力的聚丙烯5～58份，助剂0.3～2份；高刚性聚丙烯为熔点大于140℃，弯曲模量大于1.2MPa的聚丙烯；低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯。本发明生产时采用两台挤出机双层共挤，中芯层为高刚性聚丙烯，皮层为低成型压力的聚丙烯，一方面不会破坏中芯层的高刚性聚丙烯的高刚性，使得最终制得的聚丙烯发泡珠粒具有高刚性；另一方面由于中芯层与皮层均是PP材料，二者相容性极好，不会出现PP材料与PS材料、或者PP材料与PE材料的不相容，成型后的制品不易剥离，而且成型时需要的蒸汽压力小，仅需1.4‑2.4kPa的成型压力。

Description

一种高刚性聚丙烯发泡珠粒及其节能制备方法
技术领域
本发明涉及聚丙烯发泡珠粒，具体为一种高刚性聚丙烯发泡珠粒及其节能制备方法。
背景技术
现有技术中，高刚性聚丙烯发泡珠粒(EPP)占据市场的主导地位，在各种聚丙烯发泡珠粒的制品中，EPP的刚性越高，EPP的用量就越低，从而可以使得聚丙烯发泡珠粒制品的制品趋向于轻量化；在授权公告号为CN103509203B的发明专利一种增强的聚丙烯发泡珠粒的制备方法，公开了一种具有高强度(弯曲强度提高20％以上)、高抗冲的EPP珠粒(抗冲击指标性能提高10％)，该专利将聚丙烯发泡珠粒的刚性有了一定程度的提高，但是该专利中仅是将易结晶与高熔点两种聚丙烯树脂进行简单的共混，混合物需要通过成型方式来保证力学性能，而混合物的结晶性能非常弱，所以需要在配方中加入成核剂来补救。
另一方面，EPP的刚性越高，在后期成型工艺中蒸汽成型时的能耗量就越大，在授权公告号为CN103509203B的发明专利一种增强的聚丙烯发泡珠粒的制备方法中，成型时蒸汽压力一般在2.4～3.2kPa；在我国大部分蒸汽来自热电厂、私企木材烧制蒸汽或者煤炭烧制蒸汽，对环境污染严重，国内多数一线城市禁止使用，所以下游对节约能耗关注点非常高；另一方面，国内现有的聚丙烯发泡珠粒成型设备锁模力不足，对于高刚性无法满足生产，因此需要开发出一种节省蒸汽且能够满足EPP高刚性的生产工艺。
此外，在授权公告号为CN 1271125C的发明专利,国外株式会社JSP发明了一种发泡聚丙烯树脂珠粒及其生产工艺，能在相对低温度产生高刚性发泡成型品的发泡的、实质上非交联的聚丙烯树脂珠粒。该专利是将非交联的聚丙烯树脂微粒分散在一种含有有机过氧化物的分散介质中，得到一种分散体(水基分散介质)，该分散体中有机过氧化物的数量，每100重量份聚丙烯树脂微粒，是0.01-10重量份,此由于添加过氧化物交联，一方面材料回收应用不利，同时过氧化物分散在水体中易产生污染，后道处理费用增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高刚性聚丙烯发泡珠粒及其节能制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其配方包括如下重量百分比的各组分：
高刚性聚丙烯42～95份，低成型压力的聚丙烯5～58份，助剂0.3～2份；其中所述高刚性聚丙烯为熔点大于140℃，弯曲模量大于1.2MPa的聚丙烯；所述的低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯，成型压力通常在1.4～2.4kPa。
进一步的，所述高刚性聚丙烯为熔点大于150℃，弯曲模量大于1.5MPa的聚丙烯；所述的低成型压力的聚丙烯为熔点小于130℃的聚丙烯。
进一步的，所述高刚性聚丙烯为丙丁共聚型聚丙烯；低成型压力的聚丙烯为乙丙丁三元共聚型聚丙烯；
进一步的，所述高刚性聚丙烯和低成型压力的聚丙烯混合物的熔融指数为5～15g/10min；更优选的，熔融指数为6～10g/10min。
进一步的，所述助剂为分散剂、降烟剂、抗氧剂、抗静电剂、紫外吸收剂、阻燃剂、色母粒、偶联剂、稳定剂、润滑剂中的一种或几种。
本发明的另一个方面公开了一种高刚性聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1，将高刚性聚丙烯、低成型压力的聚丙烯及助剂按照重量份比例经挤出机混炼、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯微粒，其中高刚性聚丙烯为熔点大于140℃的聚丙烯，低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯，两者重量份比为42～95：5～58；其中步骤1所述助剂为为阻燃剂、色母粒、抗氧剂、润滑剂中的一种或几种复配，其重量份为0.3-2份；
步骤2，将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一种高刚性的发泡聚丙烯材料。
进一步地，在步骤1中，采用两台挤出机双层共挤，其中，中芯层为高刚性聚丙烯，皮层为低成型压力的聚丙烯，皮层的厚度为总厚度的1％～15％。
本发明的高刚性聚丙烯发泡珠粒配方中采用高刚性聚丙烯42～95份，低成型压力的聚丙烯5～58份，无需添加成核剂；生产时采用两台挤出机双层共挤，其中，中芯层为高刚性聚丙烯，皮层为低成型压力的聚丙烯，一方面不会破坏中芯层的高刚性聚丙烯的高刚性，使得最终制得的聚丙烯发泡珠粒具有高刚性；另一方面由于中芯层与皮层均是PP材料，二者相容性极好，不会出现PP材料与PS材料、或者PP材料与PE材料的不相容，成型后的制品不易剥离，而且成型时需要的蒸汽压力小，仅需1.4～2.4kPa的成型压力。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明制备的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒的断面结构扫描电镜图片示意图；
图2是本发明制备的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒的热值(DSC)分析曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，包括如下重量百分比的各组分：高刚性聚丙烯42份，低成型压力的聚丙烯58份，助剂0.3份；其中所述高刚性聚丙烯为熔点大于140℃，弯曲模量大于1.2MPa的聚丙烯；所述的低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯。刚性聚丙烯和低成型压力的聚丙烯混合物的熔融指数为5g/10min。
步骤1，将高刚性聚丙烯、低成型压力的聚丙烯及助剂按照重量份比例经挤出机混炼、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯微粒，其中高刚性聚丙烯为熔点大于140℃的聚丙烯，低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯，两者重量份比为42～95：5～58；其中步骤1所述助剂为为阻燃剂、色母粒、抗氧剂、润滑剂中的一种或几种复配，其重量份为0.3-2份；
步骤2，将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一种高刚性的发泡聚丙烯材料。
在步骤1中，采用两台挤出机双层共挤，其中，中芯层为高刚性聚丙烯，皮层为低成型压力的聚丙烯，皮层的厚度为总厚度的1％。
实施例2
一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，包括如下重量百分比的各组分：高刚性聚丙烯95份，低成型压力的聚丙烯5份，助剂2份；其中所述高刚性聚丙烯为熔点大于140℃，弯曲模量大于1.2MPa的聚丙烯；所述的低成型压力的聚丙烯为熔点小于130℃的聚丙烯，刚性聚丙烯和低成型压力的聚丙烯混合物的熔融指数为15g/10min。
步骤1，将高刚性聚丙烯、低成型压力的聚丙烯及助剂按照重量份比例经挤出机混炼、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯微粒，其中高刚性聚丙烯为熔点大于140℃的聚丙烯，低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯，两者重量份比为42～95：5～58；其中步骤1所述助剂为为阻燃剂、色母粒、抗氧剂、润滑剂中的一种或几种复配，其重量份为0.3-2份；
步骤2，将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一种高刚性的发泡聚丙烯材料。
在步骤1中，采用两台挤出机双层共挤，其中，中芯层为高刚性聚丙烯，皮层为低成型压力的聚丙烯，皮层的厚度为总厚度的15％。
实施例3
一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，包括如下重量百分比的各组分：高刚性聚丙烯70份，低成型压力的聚丙烯32份，助剂1.2份；其中所述高刚性聚丙烯为熔点大于150℃，弯曲模量大于1.5MPa的聚丙烯；所述的低成型压力的聚丙烯为熔点小于130℃的聚丙烯。高刚性聚丙烯为丙丁共聚型聚丙烯；低成型压力的聚丙烯为乙丙丁三元共聚型聚丙烯；刚性聚丙烯和低成型压力的聚丙烯混合物的熔融指数为8g/10min。
步骤1，将高刚性聚丙烯、低成型压力的聚丙烯及助剂按照重量份比例经挤出机混炼、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯微粒，其中高刚性聚丙烯为熔点大于140℃的聚丙烯，低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯，两者重量份比为42～95：5～58；其中步骤1所述助剂为为阻燃剂、色母粒、抗氧剂、润滑剂中的一种或几种复配，其重量份为0.3-2份；
步骤2，将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一种高刚性的发泡聚丙烯材料。
在步骤1中，采用两台挤出机双层共挤，其中，中芯层为高刚性聚丙烯，皮层为低成型压力的聚丙烯，皮层的厚度为总厚度的5％。
图1是本发明制备的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒的断面结构扫描电镜图片示意图，说明制备的高刚性聚丙烯发泡珠粒的泡孔独立均匀且闭孔率高；
图2是本发明制备的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒的热值(DSC)分析曲线，说明制备的高刚性聚丙烯发泡珠粒具有较低的成型压力和良好的熔接性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，其配方包括如下重量份数的各组分：高刚性聚丙烯42～95份，低成型压力的聚丙烯5～58份，助剂0.3～2份；其中所述高刚性聚丙烯为熔点大于140℃，弯曲模量大于1.2MPa的聚丙烯；所述的低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯。
2.如权利要求1所述的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，所述的高刚性聚丙烯为熔点大于150℃，弯曲模量大于1.5MPa的聚丙烯。
3.如权利要求2所述的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，所述的低成型压力的聚丙烯为熔点低于130℃。
4.如权利要求1所述的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，所述高刚性聚丙烯为丙丁共聚型聚丙烯。
5.如权利要求4所述的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，所述低成型压力的聚丙烯为乙丙丁三元共聚型聚丙烯。
6.如权利要求1所述的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，该高刚性聚丙烯发泡珠粒配方中聚丙烯混合物的熔融指数为5～15g/10min。
7.如权利要求6所述的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，该高刚性聚丙烯发泡珠粒配方中聚丙烯混合物的熔融指数为6～10g/10min。
8.如权利要求1所述的一种高刚性聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，所述助剂为分散剂、降烟剂、抗氧剂、抗静电剂、紫外吸收剂、阻燃剂、色母粒、偶联剂、稳定剂、润滑剂中的一种或几种。
9.如权利要求1～8任一所述的高刚性聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将高刚性聚丙烯、低成型压力的聚丙烯及助剂按照重量份比例经挤出机混炼、挤出、拉丝，再利用切粒设备切粒后形成一种改性的聚丙烯微粒，其中高刚性聚丙烯为熔点大于140℃的聚丙烯，低成型压力的聚丙烯为熔点小于135℃的聚丙烯，两者重量份比为42～95：5～58；其中步骤1所述助剂为为阻燃剂、色母粒、抗氧剂、润滑剂中的一种或几种复配，其重量份为0.3-2份；
步骤2，将上述改性的聚丙烯微粒投入反应釜，然后进行加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下产生向外膨胀的内部压力，并在瞬间释放至大气压，从而得到一种高刚性的发泡聚丙烯材料。
10.如权利要求9所述的高刚性聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，在步骤1中，采用两台挤出机双层共挤，其中，中芯层为高刚性聚丙烯，皮层为低成型压力的聚丙烯，皮层的厚度为总厚度的1％～15％。
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