CN107674234B - 聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法 - Google Patents

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Abstract

聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，属于发泡材料技术领域。解决了现有聚丙烯釜式发泡制备发泡粒子的方法中，亲水性物质与聚丙烯不相容所带来亲水性物质分散不均匀、颗粒制备时易出现断条现象、发泡粒子泡孔均匀性差的问题。本发明的方法，先将待发泡粒子投入发泡釜中，加入水和物理发泡剂，加热到待发泡粒子软化温度以上，釜内压力达到0.5‑10MPa，保温，然后在低于发泡釜内压的压力下释放，得到聚丙烯系树脂发泡粒子；其中，待发泡粒子为含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯粒子或含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯与添加剂的复合粒子。该方法提高了亲水性物质在体系中的分散性，降低和拓宽了发泡粒子的成型温度，制得的发泡粒子泡孔均匀性好。

Description

聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法
技术领域
本发明属于发泡材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，尤其适用于制备模具内蒸汽成型生产泡沫制品中使用的聚丙烯发泡粒子。
背景技术
由聚丙烯(PP)系树脂泡沫粒子通过模具内蒸汽成型生产的各种形状的PP泡沫制品，在近年来得到迅速的发展，主要应用在保温材料、缓冲包装材料、汽车内饰构件、汽车保险杠用芯材等方面。随着市场的不断发展，人们对聚丙烯系树脂泡沫粒子模具内蒸汽成型制品提出了更多要求。
一方面，聚丙烯系树脂泡沫粒子应具有均匀的外观颗粒直径和内部泡孔直径，以实现模具内蒸汽成型后，良好的外观和优异的机械性能。专利CN101896543A公开了一种聚烯烃系树脂发泡粒子的制造方法，该方法加入聚乙二醇或碳3-碳6的多元醇等吸水性物质用调控泡孔直径和发泡倍率，制备的发泡粒子泡孔比较均匀，且容易独立地控制泡孔径与发泡倍率，并且在进行模具内蒸汽成型时可以获得良好的融合性。但由于聚乙二醇和碳3-碳6的多元醇与PP存在极性的差异，在熔融混合加工过程中容易出现分散不均匀的问题。尽管专利中通过控制聚乙二醇的分子量和添加量等手段，避免制造树脂颗粒时的断条现象，但仍无法从根本上解决该问题。
另一方面，膜内蒸汽成型过程的主要生产成本来自于蒸汽的消耗，降低成型压力和成型温度，可以大幅降低膜内蒸汽成型的加工成本。专利CN105008443A公开了一种聚丙烯系树脂发泡粒子的制造方法提出使用包含1-丁烯和/或乙烯作为共聚单体的聚丙烯无规共聚材料制备发泡粒子，通过添加聚乙二醇等亲水性物质提高发泡倍率，并在发泡出料时控制环境温度为80-110℃，以优化泡沫粒子性能。在该聚丙烯发泡粒子的制备中，亲水性物质的添加，起到显著提高发泡倍率，降低膜内成型温度等作用，但因为亲水性物质与聚烯烃基体的不相容性，因此，必须严格控制亲水性物质的添加比例，以不破坏其加工性能和发泡性能。
因此，提高聚乙二醇、聚丙烯酸酯等亲水性物质与聚丙烯的相容性和防止聚丙烯颗粒加工过程的断条趋势等仍然是一个有待解决的重要问题。
此外，为了提高聚丙烯的发泡性能，经常需要加入各种助剂，包括有机的和无机的，它们与聚丙烯相容性差，如何在聚丙烯基体中均匀分散也是需要解决的问题。而现有技术中没有提供相应的解决措施。
且经发明人经过深入研究发现，亲水性结构单元或亲水性物质的存在可使水含浸于聚丙烯颗粒中，这些水不仅可以提高聚丙烯发泡倍率，并且由于发泡瞬间水的相变行为，吸收大量的热量，当水含量达到一定程度时，还可以起到迅速冷却泡沫的功能，防止泡孔塌陷和并孔等作用。现有技术中，由于亲水性物质添加量受到限制，所以含浸于聚丙烯颗粒中的水量往往达不到良好的冷却效果。
发明内容
本发明的目的是解决现有聚丙烯釜式发泡制备发泡粒子的方法中，亲水性物质与聚丙烯不相容所带来的诸多问题，如：亲水性物质分散不均匀、颗粒制备时易出现断条现象、发泡粒子泡孔均匀性差的问题，提出了一种利用带有亲水性结构单元的共聚聚丙烯作为釜式发泡原料，制备发泡粒子的方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下：
聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，步骤如下：
先将待发泡粒子投入发泡釜中，加入水和物理发泡剂，加热到待发泡粒子软化温度以上，釜内压力达到0.5-10MPa，保温保压0-2h，然后在低于发泡釜内压的压力下释放，得到聚丙烯系树脂发泡粒子；
所述待发泡粒子为含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯粒子或复合粒子，待发泡粒子在熔融温度以下不与水反应，且能够采用发泡釜制备发泡粒子；
所述复合粒子由含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯与添加剂和/或其他聚合物树脂组成，复合粒子中含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯所占比率不少于40wt％；
所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中亲水性单元结构的质量分数为0.2％-60％。
优选的，所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中，还共聚有0.5-10wt％的乙烯结构单元和/或0.5-10wt％的丁烯结构单元。
优选的，所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯为聚丙烯-聚氧乙烯醚的接枝聚合物、聚丙烯-醋酸乙烯接枝聚合物、聚丙烯-马来酸接枝聚合物、聚丙烯-马来酸酐接枝聚合物、聚丙烯-马来酸酯接枝聚合物、聚丙烯-丙烯酸接枝聚合物、聚丙烯-丙烯酸酯接枝聚合物、聚丙烯-甲基丙烯酸接枝聚合物、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝聚合物、聚丙烯-衣康酸接枝聚合物、聚丙烯-衣康酸酯接枝聚合物、聚丙烯-富马酸接枝聚合物、聚丙烯-富马酸酯接枝聚合物、聚丙烯-淀粉接枝聚合物中的一种或多种。
优选的，所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中，亲水性结构单元的质量分数为1％-40％。
优选的，所述其他聚合物树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯辛烯共聚物、聚乳酸中的一种或多种。
优选的，所述添加剂为吸水性添加剂、气泡成核剂、抗氧剂、抗静电剂、抗菌剂、增塑剂、润滑剂、增亮剂、导电助剂、结晶控制剂中的一种或多种。
优选的，所述吸水性添加剂能够吸收待发泡粒子质量的0.5-15％的水分；
更优选的，所述吸水性添加剂为亲水性高分子、亲水性有机物、吸水性无机物粉末、可溶无机盐中的一种或多种；
尤其优选的，所述亲水性高分子为聚乙二醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙二醇、聚醋酸乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸盐、淀粉、纤维素、聚丙烯-聚乙二醇接枝共聚物、聚丙烯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙烯-聚乙烯醇接枝共聚物、聚乙烯-聚乙烯醇嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚乙二醇接枝共聚物、聚苯乙烯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸酯共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸盐共聚物中的一种或多种；
所述亲水性有机物为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、硬脂酸、硬脂酸钠盐、硬脂酸钾盐、硬脂酸钙盐、硬脂酸锌盐、软脂酸、软脂酸钠盐、软脂酸钾盐、软脂酸钙盐、软脂酸锌盐、己二酸、己二酸钠盐、己二酸钾盐、己二酸钙盐、己二酸锌盐、辛二酸、辛二酸钠盐、辛二酸钾盐、辛二酸钙盐、辛二酸锌盐、癸二酸、癸二酸钠盐、癸二酸钙盐、癸二酸锌盐、己二胺、辛二胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基聚氧乙烯醚、十四烷基聚氧乙烯醚、十六烷基聚氧乙烯醚、十八烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、软脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、司潘系列表面活性剂、吐温系列表面活性剂、溴代十六烷基吡啶、溴代十二烷基吡啶、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磷酸酯、十八烷基磷酸酯中的一种或多种；
所述吸水性无机物粉末为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石、蒙脱土、硅藻土、凹凸棒石、膨润土、海泡石、沸石、分子筛中的一种或多种；
所述可溶无机盐为钠的硼酸盐、钠的碳酸盐、钠的硝酸盐、钠的磷酸盐、钠的硫酸盐、钠的氯化物盐、钠的溴化物盐、钾的硼酸盐、钾的碳酸盐、钾的硝酸盐、钾的磷酸盐、钾的硫酸盐、钾的氯化物盐、钾的溴化物盐、镁的硼酸盐、镁的碳酸盐、镁的硝酸盐、镁的磷酸盐、镁的硫酸盐、镁的氯化物盐、镁的溴化物盐、钙的硼酸盐、钙的碳酸盐、钙的硝酸盐、钙的磷酸盐、钙的硫酸盐、钙的氯化物盐、钙的溴化物盐、铝的硼酸盐、铝的碳酸盐、铝的硝酸盐、铝的磷酸盐、铝的硫酸盐、铝的氯化物盐、铝的溴化物盐、铁的硼酸盐、铁的碳酸盐、铁的硝酸盐、铁的磷酸盐、铁的硫酸盐、铁的氯化物盐、铁的溴化物盐、亚铁的硼酸盐、亚铁的碳酸盐、亚铁的硝酸盐、亚铁的磷酸盐、亚铁的硫酸盐、亚铁的氯化物盐、亚铁的溴化物盐、铜的硼酸盐、铜的碳酸盐、铜的硝酸盐、铜的磷酸盐、铜的硫酸盐、铜的氯化物盐、铜的溴化物盐、锌的硼酸盐、锌的碳酸盐、锌的硝酸盐、锌的磷酸盐、锌的硫酸盐、锌的氯化物盐、锌的溴化物盐中的一种或多种。
优选的，所述物理发泡剂为二氧化碳、氮气、空气、氩气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷中的一种或多种。
本发明的原理是：本发明的制备方法选用含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯为原料，从根本上解决了亲水性物质与聚丙烯相容性差的问题，避免了颗粒加工出现断条等问题，使亲水性物质均匀分散于聚丙烯基体中，提高了发泡粒子泡孔的均匀性和可控性，可以在更大的范围内控制亲水性物质的含量，独立的调控发泡倍率，较大的吸水量还可以起到迅速冷却泡沫的作用。亲水性结构单元的存在还起到控制聚丙烯结晶的作用，因此可以有效的降低和拓宽聚丙烯发泡粒子的成型加热温度。另外，预先在材料中引入一定量的水，材料在温度和压力诱导发泡时，水在发泡温度下迅速汽化，并吸收大量相变潜热，泡沫内部温度得到迅速降低，实现了降温定型的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，选用含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯为原料，不仅使亲水性物质均匀分散于聚丙烯基体中，且大大提高各种助剂在聚丙烯中的分散性，制得的发泡粒子泡孔均匀性好；
亲水性结构单元在共聚聚丙烯中所占比例可以在更宽的范围内调控，更方便的控制聚丙烯中含浸的水量和聚丙烯发泡粒子的发泡倍率；
亲水性结构单元的存在还起到控制聚丙烯结晶的作用，有效的降低和拓宽聚丙烯发泡粒子的成型加热温度。
2、本发明的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，体系能够通过吸水性添加剂吸收水分，吸收的水分作为一种泡沫成型的冷却剂，进一步提高泡孔均匀性，降低和拓宽了聚丙烯泡沫的成型加热温度，实现发泡粒子的低温成型。
3、本发明的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法制备的发泡粒子熔接性能良好，成型后，得到的制品美观饱满。
4、本发明的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，过程绿色环保，安全稳定，成本低廉。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，步骤如下：
聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，步骤如下：
先将待发泡粒子投入发泡釜中，加入水和物理发泡剂，加热到待发泡粒子软化温度以上，釜内压力达到0.5-10MPa，保温保压0-2h，最后在低于发泡釜内压的压力下释放，得到聚丙烯系树脂发泡粒子。
本发明中，待发泡粒子为含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯粒子或复合粒子，待发泡粒子熔融温度以下不与水反应，且能够采用发泡釜制备发泡粒子。
复合粒子指由含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯与添加剂和/或其他聚合物树脂组成，复合粒子中含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯所占比率不少于40wt％，其他聚合物树脂指普通级别聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯辛烯共聚物、聚乳酸等，复合粒子中含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯所占比率不少于40wt％。
通常，含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯，是指具有亲水性官能团的化合物通过接枝改性方式制备的聚丙烯-亲水性物质的共聚聚合物，如含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯为聚丙烯-聚氧乙烯醚的接枝聚合物、聚丙烯-醋酸乙烯接枝聚合物、聚丙烯-马来酸接枝聚合物、聚丙烯-马来酸酐接枝聚合物、聚丙烯-马来酸酯接枝聚合物、聚丙烯-丙烯酸接枝聚合物、聚丙烯-丙烯酸酯接枝聚合物、聚丙烯-甲基丙烯酸接枝聚合物、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝聚合物、聚丙烯-衣康酸接枝聚合物、聚丙烯-衣康酸酯接枝聚合物、聚丙烯-富马酸接枝聚合物、聚丙烯-富马酸酯接枝聚合物，聚丙烯-淀粉接枝聚合物中的一种或多种按任意比例的混合。含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中，亲水性单元结构的质量分数为0.2％-60％，优选1％-40％。
添加剂可以为吸水性添加剂、气泡成核剂、抗氧剂、抗静电剂、抗菌剂、增塑剂、润滑剂、增亮剂、导电助剂、结晶控制剂中的一种或多种。添加剂的添加能够进一步优化产品性能或发泡性能。
其中，吸水性添加剂的作用是为了提高吸水率，进一步提高泡孔均匀性，降低和拓宽了聚丙烯泡沫的成型加热温度，实现发泡粒子的低温成型。吸水性添加剂为具有吸水性的物质，待发泡粒子中，吸水性添加剂的质量分数为0-10％，优选0.2-5％。吸水性添加剂能够吸收质量为待发泡粒子质量的0.5-15％的水分。吸水性添加剂为亲水性高分子、亲水性有机物、吸水性无机物粉末、可溶无机盐中的一种或多种，如亲水性高分子为聚乙二醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙二醇、聚醋酸乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸盐、淀粉、纤维素、聚丙烯-聚乙二醇接枝共聚物、聚丙烯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙烯-聚乙烯醇接枝共聚物、聚乙烯-聚乙烯醇嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚乙二醇接枝共聚物、聚苯乙烯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸酯共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸盐共聚物中的一种或多种；亲水性有机物为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、硬脂酸、硬脂酸钠盐、硬脂酸钾盐、硬脂酸钙盐、硬脂酸锌盐、软脂酸、软脂酸钠盐、软脂酸钾盐、软脂酸钙盐、软脂酸锌盐、己二酸、己二酸钠盐、己二酸钾盐、己二酸钙盐、己二酸锌盐、辛二酸、辛二酸钠盐、辛二酸钾盐、辛二酸钙盐、辛二酸锌盐、癸二酸、癸二酸钠盐、癸二酸钙盐、癸二酸锌盐、己二胺、辛二胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基聚氧乙烯醚、十四烷基聚氧乙烯醚、十六烷基聚氧乙烯醚、十八烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、软脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、司潘系列表面活性剂、吐温系列表面活性剂、溴代十六烷基吡啶、溴代十二烷基吡啶、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磷酸酯、十八烷基磷酸酯中的一种或多种；吸水性无机物粉末为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、海泡石、蒙脱土、硅藻土、凹凸棒石、膨润土、海泡石、沸石、分子筛中的一种或多种；可溶无机盐为钠的硼酸盐、钠的碳酸盐、钠的硝酸盐、钠的磷酸盐、钠的硫酸盐、钠的氯化物盐、钠的溴化物盐、钾的硼酸盐、钾的碳酸盐、钾的硝酸盐、钾的磷酸盐、钾的硫酸盐、钾的氯化物盐、钾的溴化物盐、镁的硼酸盐、镁的碳酸盐、镁的硝酸盐、镁的磷酸盐、镁的硫酸盐、镁的氯化物盐、镁的溴化物盐、钙的硼酸盐、钙的碳酸盐、钙的硝酸盐、钙的磷酸盐、钙的硫酸盐、钙的氯化物盐、钙的溴化物盐、铝的硼酸盐、铝的碳酸盐、铝的硝酸盐、铝的磷酸盐、铝的硫酸盐、铝的氯化物盐、铝的溴化物盐、铁的硼酸盐、铁的碳酸盐、铁的硝酸盐、铁的磷酸盐、铁的硫酸盐、铁的氯化物盐、铁的溴化物盐、亚铁的硼酸盐、亚铁的碳酸盐、亚铁的硝酸盐、亚铁的磷酸盐、亚铁的硫酸盐、亚铁的氯化物盐、亚铁的溴化物盐、铜的硼酸盐、铜的碳酸盐、铜的硝酸盐、铜的磷酸盐、铜的硫酸盐、铜的氯化物盐、铜的溴化物盐、锌的硼酸盐、锌的碳酸盐、锌的硝酸盐、锌的磷酸盐、锌的硫酸盐、锌的氯化物盐、锌的溴化物盐中的一种或多种。本发明的吸水性添加剂不限于以上所说的几种，凡可以起到吸水性功能的化合物、粉体材料或树脂类添加剂，均可用于专利以到达吸水原位冷却发泡树脂的作用，均属于本专利所述范围。其他添加剂的量本领域人员可根据需要进行确定。
为了获得更宽的可加工温度，含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中，还可以共聚有0.5-10wt％的乙烯结构单元和/或0.5-10wt％的丁烯结构单元。即聚丙烯树脂替换为乙烯丙烯共聚物、丙烯丁烯共聚物和丙烯-乙烯-丁烯共聚物。
待发泡粒子可以通过本领域技术人员的熟知方式获得。若待发泡粒子为含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯粒子，通常将含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯树脂加入挤出机中，根据需要的粒径，在160-220℃挤出成型。若待发泡粒子为含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯粒子和添加剂的混合粒子，将含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯与添加剂熔融混合造粒，得到聚丙烯复合物的待发泡粒子。熔融混合造粒为本领域中所熟知的方法，可以为密炼机熔融混合法，单螺杆混合法或双螺杆混合法，但并不限于以上几种。
本发明中，水和物理发泡剂可以同时加入，也可以分先后加入，通常，为使混合均匀，先加入水，搅拌混合均匀后，加入物理发泡剂。
本发明中，物理发泡剂优选为二氧化碳、氮气、空气、氩气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷中的一种或多种。
本发明中，释放压力没有特殊限制，只要低于发泡釜内压即可，具体如何释放根据实际需要进行选择，最常用的是快速泄压。
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
将均聚聚丙烯-聚氧乙烯醚的接枝聚合物(聚氧乙烯醚含量为15wt％)加入双螺杆挤出机，挤出造粒得到待发泡粒子，将该待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入二氧化碳为发泡剂，压力保持在5MPa，升温至150℃，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为45kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度144-152℃，成型加热温度的宽度8℃，得到的制品美观饱满。
实施例2
将聚丙烯-醋酸乙烯的接枝聚合物(醋酸乙烯含量为40wt％)、吸水性添加剂硬脂酸甘油酯和成核剂二氧化硅按照质量比100:10:1加入双螺杆挤出机，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入丁烷为发泡剂，压力保持在2.0MPa，升温至125℃，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为50kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度120-128℃，成型加热温度的宽度8℃，得到制品美观饱满。
实施例3
将接枝甲基丙烯酸羟乙酯的乙烯丙烯共聚物(甲基丙烯酸羟乙酯含量为4wt％，乙烯的含量5wt％)和抗静电剂十二烷基季铵按质量比100:1加入双螺杆挤出机，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入氮气为发泡剂，压力保持在3MPa，升温至132℃，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为52kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度125-135℃，成型加热温度的宽度10℃，得到制品美观饱满，并具有良好的抗静电效果。
实施例4
将接枝淀粉的乙烯丙烯共聚物(淀粉的含量为8wt％，乙烯的含量为1wt％)、吸水性添加剂硫酸钙和抗菌剂ZnO按质量比100:2:1加入双螺杆挤出机中，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入二氧化碳为发泡剂，压力保持在3MPa，升温至145℃，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为35kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度138-148℃，成型加热温度的宽度10℃，得到制品美观饱满，并表现出良好的抗菌效果。
实施例5
将接枝富马酸的丁烯丙烯共聚物(富马酸的含量为0.2wt％，丁烯的含量为0.5wt％)和接枝淀粉的乙烯丙烯共聚物(淀粉的含量为8wt％)按质量比20:80加入双螺杆挤出机中，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入氮气为发泡剂，压力保持在10MPa，升温至140℃，保温2h，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为25kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度135-140℃，成型加热温度的宽度10℃，得到制品美观饱满。
实施例6
将均聚聚丙烯-马来酸酐的接枝聚合物(马来酸酐含量为20wt％)加入双螺杆挤出机中，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入甲烷为发泡剂，压力保持在1MPa，升温至130℃，保温0.5h，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为32kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度125-131℃，成型加热温度的宽度11℃，得到制品美观饱满。
实施例7
将聚丙烯-丙烯酸的接枝聚合物(丙烯酸的含量为60wt％)加入双螺杆挤出机中，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，加入丁烷为发泡剂，升温至145℃，压力保持在7MPa，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为52kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度130-138℃，成型加热温度的宽度8℃，得到制品美观饱满。
实施例8
将聚丙烯-聚氧乙烯醚接枝聚合物(聚氧乙烯醚含量为20wt％)和普通级别聚丙烯按质量比40:60加入双螺杆挤出机中，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入丁烷为发泡剂，压力保持在3MPa，升温至155℃，保温1h，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为45kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度155-165℃，成型加热温度的宽度10℃，得到制品美观饱满。
实施例9
将共聚聚丙烯-淀粉接枝聚合物(淀粉含量为15wt％，乙烯含量3％)、聚乳酸和滑石粉按质量比90:9:1加入双螺杆挤出机中，挤出造粒制成待发泡粒子，将待发泡粒子投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入氮气为发泡剂，以每分钟1.5℃的速度升温至135℃，压力一直保持在6MPa，温度达到135℃后，迅速打开高压发泡釜排料阀，压力释放至常压，得到聚丙烯系发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为50kg/m3，泡孔均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度125-137℃，成型加热温度的宽度12℃，得到制品美观饱满。
对比例1
以均聚聚丙烯为原料，通过双螺杆挤出机造粒制成聚丙烯颗粒，将该聚丙烯颗粒投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入二氧化碳为发泡剂，压力保持在5MPa，升温至165℃迅速打开高压发泡釜排料阀，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为74kg/m3，泡孔均匀性差。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度163-167℃，成型加热温度的宽度仅4℃，制品饱满。
对比例2
将乙烯丙烯共聚物(乙烯含量2wt％)和聚乙二醇200按照质量比92:8加入双螺杆挤出机中，混合造粒制成聚丙烯颗粒，造粒过程中断条现象严重，混合物加工性差。将该聚丙烯颗粒投入高压发泡釜中，加入水并搅拌，通入二氧化碳为发泡剂，压力保持在3MPa，升温至133℃迅速打开高压发泡釜排料阀，得到聚丙烯发泡粒子。
经检测，该发泡粒子密度为65kg/m3，发泡倍率偏低，泡孔孔径分布不均匀。
将该发泡粒子用模具内蒸汽成型的方法进行成型，熔接性能良好，蒸汽温度128-133℃，成型加热温度的宽度仅5℃，制品饱满。
通过上述实施例1-9和对比例1-2说明，本发明的聚丙烯系树脂泡沫粒子的制备方法，降低和拓宽了聚丙烯泡沫的成型加热温度，制备的发泡粒子熔接性能良好，泡孔均匀性好，成型后，得到制品美观饱满。

Claims (10)

1.聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，步骤如下：
先将聚丙烯系树脂待发泡粒子投入发泡釜中，加入水和物理发泡剂，加热到聚丙烯系树脂待发泡粒子软化温度以上，釜内压力达到0.5-10MPa，保温保压0-2h，然后在低于发泡釜内压的压力下释放，得到聚丙烯系树脂发泡粒子；
所述聚丙烯系树脂待发泡粒子为含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯粒子或复合粒子，聚丙烯系树脂待发泡粒子在熔融温度以下不与水反应，且能够采用发泡釜制备发泡粒子；
所述复合粒子由含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯与添加剂和/或其他聚合物树脂组成，复合粒子中含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯所占比率不少于40wt％；
所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中亲水性单元结构的质量分数为0.2％-60％。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中，还共聚有0.5-10wt％的乙烯结构单元和/或0.5-10wt％的丁烯结构单元。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯为聚丙烯-聚氧乙烯醚的接枝聚合物、聚丙烯-醋酸乙烯接枝聚合物、聚丙烯-马来酸接枝聚合物、聚丙烯-马来酸酐接枝聚合物、聚丙烯-马来酸酯接枝聚合物、聚丙烯-丙烯酸接枝聚合物、聚丙烯-丙烯酸酯接枝聚合物、聚丙烯-甲基丙烯酸接枝聚合物、聚丙烯-甲基丙烯酸酯接枝聚合物、聚丙烯-衣康酸接枝聚合物、聚丙烯-衣康酸酯接枝聚合物、聚丙烯-富马酸接枝聚合物、聚丙烯-富马酸酯接枝聚合物、聚丙烯-淀粉接枝聚合物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述含有亲水性结构单元的共聚聚丙烯中，亲水性结构单元的质量分数为1％-40％。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述其他聚合物树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯辛烯共聚物、聚乳酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述添加剂为吸水性添加剂、气泡成核剂、抗氧剂、抗静电剂、抗菌剂、增塑剂、润滑剂、增亮剂、导电助剂、结晶控制剂中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述吸水性添加剂能够吸收聚丙烯系树脂待发泡粒子质量的0.5-15％的水分。
8.根据权利要求6所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述吸水性添加剂为亲水性高分子、亲水性有机物、吸水性无机物粉末、可溶无机盐中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述亲水性高分子为聚乙二醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙二醇、聚醋酸乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸盐、淀粉、纤维素、聚丙烯-聚乙二醇接枝共聚物、聚丙烯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙烯-聚乙烯醇接枝共聚物、聚乙烯-聚乙烯醇嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚乙二醇接枝共聚物、聚苯乙烯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸酯共聚物、聚丙烯-聚丙烯酸盐共聚物中的一种或多种；
所述亲水性有机物为乙二醇、丙二醇、甘油、季戊四醇、硬脂酸、硬脂酸钠盐、硬脂酸钾盐、硬脂酸钙盐、硬脂酸锌盐、软脂酸、软脂酸钠盐、软脂酸钾盐、软脂酸钙盐、软脂酸锌盐、己二酸、己二酸钠盐、己二酸钾盐、己二酸钙盐、己二酸锌盐、辛二酸、辛二酸钠盐、辛二酸钾盐、辛二酸钙盐、辛二酸锌盐、癸二酸、癸二酸钠盐、癸二酸钙盐、癸二酸锌盐、己二胺、辛二胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基聚氧乙烯醚、十四烷基聚氧乙烯醚、十六烷基聚氧乙烯醚、十八烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、软脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、司潘系列表面活性剂、吐温系列表面活性剂、溴代十六烷基吡啶、溴代十二烷基吡啶、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磷酸酯、十八烷基磷酸酯中的一种或多种；
所述吸水性无机物粉末为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、蒙脱土、硅藻土、凹凸棒石、膨润土、海泡石、沸石、分子筛中的一种或多种；
所述可溶无机盐为钠的硼酸盐、钠的碳酸盐、钠的硝酸盐、钠的磷酸盐、钠的硫酸盐、钠的氯化物盐、钠的溴化物盐、钾的硼酸盐、钾的碳酸盐、钾的硝酸盐、钾的磷酸盐、钾的硫酸盐、钾的氯化物盐、钾的溴化物盐、镁的硝酸盐、镁的硫酸盐、镁的氯化物盐、镁的溴化物盐、钙的硝酸盐、钙的氯化物盐、钙的溴化物盐、铝的硝酸盐、铝的硫酸盐、铝的氯化物盐、铝的溴化物盐、铁的硝酸盐、铁的硫酸盐、铁的氯化物盐、铁的溴化物盐、亚铁的硝酸盐、亚铁的硫酸盐、亚铁的氯化物盐、亚铁的溴化物盐、铜的硝酸盐、铜的硫酸盐、铜的氯化物盐、铜的溴化物盐、锌的硝酸盐、锌的硫酸盐、锌的氯化物盐、锌的溴化物盐中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的聚丙烯系树脂发泡粒子的制备方法，其特征在于，所述物理发泡剂为二氧化碳、氮气、空气、氩气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷中的一种或多种。
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