CN106336522A

CN106336522A - 一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法

Info

Publication number: CN106336522A
Application number: CN201610793796.XA
Authority: CN
Inventors: 黄二波; 熊业志; 周海波; 刘缓缓; 曾佳
Original assignee: Wuxi Huitong Light Material Co Ltd
Current assignee: Wuxi Huitong Light Material Co Ltd
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-01-18

Abstract

本发明公开了一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，包括以下步骤：1)将三种或三种以上熔点不同的聚丙烯原料，分别添加不同的气泡成核剂后经挤出机混炼并多层共挤出、拉丝、切粒，制得聚丙烯微粒；2)将聚丙烯微粒投入反应釜，然后加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下吸收大量气体；3)待温度在聚丙烯微粒熔点时，打开反应釜放气阀门卸压至大气压；得到表面熔结，内部孔径呈梯度变化的多层梯度多孔聚丙烯珠粒。本发明的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，工艺简单，操作方便，对设备要求较低，多层梯度泡孔分布易控制，易实现工业化。珠粒内部各层具有多种复杂功能，可有效降低成本。这种多功能聚丙烯珠粒在汽车、食品、医用等领域用途广泛。

Description

一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯珠粒，具体为一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法。

背景技术

发泡聚丙烯(Expanded polypropylene，EPP)是一种性能卓越的泡沫塑料。质量轻，强度高，耐化学性好、耐高温、能量吸收特性优异，并且可以自然降解。被广泛应用于包装、交通运输、军工和航天航空等领域。用于制备某些很厚的并具有复杂形状的发泡聚丙烯产品的一种方法包括通过烧结使EPP热成型。

梯度多孔材料是梯度功能材料的重要组成部分，在食品、医药和生物领域以及国防军工中都已得到广泛应用。并且，这种梯度多孔材料在很多其他领域也正在得到更为广泛的应用，如绝热材料、多孔电极、吸声吸能、催化屏蔽、石油化工和能源环保等领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对发泡聚丙烯和梯度多孔材料仅各自具有优良的性能，而没有整合在一起的缺陷，提供一种内部含有多层泡孔、尺寸梯度变化的EPP珠粒制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，包括以下步骤：

1)将三种或三种以上熔点不同的聚丙烯原料，分别添加不同的气泡成核剂后经挤出机混炼并多层共挤出、拉丝、切粒，制得聚丙烯微粒；

2)将聚丙烯微粒投入反应釜，然后加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下吸收大量气体；

3)待温度在聚丙烯微粒熔点时，打开反应釜放气阀门卸压至大气压；得到表面熔结，内部孔径呈梯度变化的多层梯度多孔聚丙烯珠粒。

进一步，所述步骤1)中制得的聚丙烯微粒的层数≥3层；优选的表层树脂为熔点在130-138℃的低熔点组分PP树脂。

进一步的，所述步骤1)中聚丙烯原料为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。共聚聚丙烯可以为二元共聚聚丙烯或三元共聚聚丙烯。共聚的单体可选择乙烯、丁烯等单体。

进一步的，气泡成核剂为碳酸钙、蒙脱土、白炭黑、碳纳米管、石墨烯、滑石粉、高岭土、柠檬酸和金属粉中的一种或多种。气泡成核剂的添加量为200ppm-2000ppm，根据泡孔尺寸进行调节，最终形成的泡孔根据需要在50μm-500μm之间。

进一步的，步骤1)中混炼时加入占混合物总质量的0.1％-20％的助剂。助剂为抗氧剂、阻燃剂、爽滑剂、抗静电剂、偶联剂、稳定剂和紫外线吸收剂中的任意一种或几种。

进一步的，步骤2)中气体为空气、氮气、二氧化碳和水蒸气中的任意一种或多种。

本发明的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，工艺简单，操作方便，对设备要求较低，多层梯度泡孔分布，梯度分布易控制，有利于实现工业化，产品同时具有泡沫珠粒和梯度多孔材料的优势。

具体实施方式

以下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

一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，包括以下步骤：

1)将三种熔点不同的均聚聚丙烯原料，分别添加不同的气泡成核剂后经挤出机混炼并多层共挤出、拉丝、切粒，制得聚丙烯微粒；聚丙烯微粒的层数为3层；表层树脂为熔点为130℃；三种均聚聚丙烯原料的气泡成核剂分别为碳酸钙、蒙脱土和金属粉。气泡成核剂的添加量分别为2000ppm、400ppm和600ppm；混炼时加入占混合物总质量的0.1％抗氧剂和抗静电剂；

2)将聚丙烯微粒投入反应釜，然后加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下吸收大量空气；

实施例2

一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，包括以下步骤：

1)将四种熔点不同的聚丙烯原料，分别添加不同的气泡成核剂后经挤出机混炼并多层共挤出、拉丝、切粒，制得聚丙烯微粒；聚丙烯微粒的层数为4层；表层树脂的熔点为138℃；聚丙烯原料包括两种均聚聚丙烯和两种共聚聚丙烯；其中共聚聚丙烯为二元共聚聚丙烯，共聚的单体为乙烯；气泡成核剂分别为碳纳米管、石墨烯、滑石粉和高岭土；气泡成核剂的添加量分别为800ppm、1100ppm、1600ppm和200ppm；混炼时加入占混合物总质量的20％的偶联剂、稳定剂和紫外线吸收剂；

实施例3

一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，包括以下步骤：

1)将五种熔点不同的聚丙烯原料，分别添加不同的气泡成核剂后经挤出机混炼并多层共挤出、拉丝、切粒，制得聚丙烯微粒；聚丙烯微粒的层数为5层；表层树脂的熔点为135℃；聚丙烯原料包括两种均聚聚丙烯和三种共聚聚丙烯；其中共聚聚丙烯为三元共聚聚丙烯；气泡成核剂分别为白炭黑、石墨烯、滑石粉、柠檬酸和金属粉；气泡成核剂的添加量分别为1800ppm、1500ppm、400ppm、1000ppm和200ppm；混炼时加入占混合物总质量的10％的爽滑剂、阻燃剂、稳定剂和紫外线吸收剂；

2)将聚丙烯微粒投入反应釜，然后加热加压，使聚丙烯微粒在高温高压下吸收大量二氧化碳；

实施例4

一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，包括以下步骤：

1)将三种熔点不同的聚丙烯原料，分别添加不同的气泡成核剂后经挤出机混炼并多层共挤出、拉丝、切粒，制得聚丙烯微粒；聚丙烯微粒的层数为三层；表层树脂的熔点为135℃；聚丙烯原料包括一种均聚聚丙烯和两种共聚聚丙烯；其中共聚聚丙烯为三元共聚聚丙烯；气泡成核剂分别为白炭黑、滑石粉和金属粉；各层分别加入增强剂、阻燃剂和导电填料，使内层具有较大刚性，中层具有阻燃功能，外层具有导电功能；气泡成核剂的添加量分别为1800ppm、400ppm和200ppm；分别在混炼时加入占混合物总质量的10％的爽滑剂、抗氧剂、稳定剂和紫外线吸收剂；

3)待温度在聚丙烯微粒熔点时，打开反应釜放气阀门卸压至大气压；得到表面熔结，内部孔径及功能呈梯度变化的多层梯度多孔聚丙烯珠粒。

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

1.一种多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤1)中制得的聚丙烯微粒的层数≥3层。

3.如权利要求2所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤1)中制得的聚丙烯微粒的表层树脂为熔点在130-138℃的低熔点组分PP树脂。

4.如权利要求1所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤1)中聚丙烯原料为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。

5.如权利要求4所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤1)中聚丙烯原料为二元共聚聚丙烯或三元共聚聚丙烯。

6.如权利要求1所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的气泡成核剂为碳酸钙、蒙脱土、白炭黑、碳纳米管、石墨烯、滑石粉、高岭土、柠檬酸和金属粉中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤1)中每种聚丙烯原料中气泡成核剂的添加量为200ppm-2000ppm。

8.如权利要求1所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤1)中混炼时加入占混合物总质量的0.1％-20％的助剂。

9.如权利要求8所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述的助剂为抗氧剂、阻燃剂、爽滑剂、抗静电剂、偶联剂、稳定剂和紫外线吸收剂中的任意一种或几种。

10.如权利要求1所述的多层梯度多孔聚丙烯珠粒制备方法，其特征在于，所述步骤2)中气体为空气、氮气、二氧化碳和水蒸气中的任意一种或多种。