CN107892774A - 一种聚丙烯超临界发泡工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚合物发泡技术领域，具体涉及一种聚丙烯超临界发泡工艺，包括以下步骤：将高熔体强度PP原料和核剂放入挤出机内进行初级熔融；在初级熔融物中注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系；升高温度进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系成为过饱和体系；将过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；最后通过T型模头挤出，得到PP发泡片材。本发明设计巧妙，以滑石粉为核剂，采用超临界流体技术，在初级熔融物中注入CO2气体，经过二次混炼及后续处理工序，获得发泡均匀的PP发泡片材，并且泡孔直径范围较宽且均匀，可生产各种用途的PP片材，有着优良的再加工性。具有潜在的市场价值。

Description

一种聚丙烯超临界发泡工艺
技术领域
本发明涉及聚合物发泡技术领域，具体涉及一种聚丙烯超临界发泡工艺。
背景技术
通常，PP发泡热成型制品密度在0.05～0.7g/cm3左右，相较于密度为0.9g/cm3不发泡热成型制品，有一些独特的性能。PP发泡热成型制品具有良好的热稳定性，其耐热最高温度可达130℃，具有优异的微波适应性。PP发泡热成型制品还具有尺寸稳定性、较高的韧性以及较高的拉伸强度和抗冲击强度、良好的环境效应和易于回收降解性、制品防烫、更轻量、不易变形等突出特点。广泛应用于食品包装、日用和结构材料等各个领域。
目前常用的PP发泡工艺往往发泡时泡体大小不均匀，或泡体的大小处于很窄的范围内，不能根据需要自由方便调节，因泡体的大小和分布直接影响到PP发泡制品密度，而不同密度的PP发泡制品具有不同用途，因此从PP发泡工艺开始至不同的成品制成往往需要繁杂的步骤，给整个生产过程带来不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术存在的不足，提供一种泡体大小均匀、泡体大小可方便调节的聚丙烯超临界发泡工艺。
本发明的技术解决方案是：一种聚丙烯超临界发泡工艺，包括以下步骤：
(1)将高熔体强度PP原料和核剂放入PP发泡片材挤出机内进行初级熔融，核剂是以普通均聚PP为基材共混滑石粉制成的滑石粉母粒；(2)在初级熔融物中注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系；(3)升高温度进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，并形成大量气核；(4)过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；(5)二次混炼后的PP经挤出机T形模头挤出，经定型、冷却，收卷得到PP发泡片材。
进一步的，所述滑石粉为1200目，占原料总质量的4～5％。
进一步的，所述初级熔融温度为175℃，所述一次混炼温度为195℃，所述二次混炼温度为235～240℃。
进一步的，所述挤出机T形模头温度为195℃。
进一步的，所述挤出机转速为30～60rpm，熔体泵转速为25～55rpm，模口间隙1.0～3.5mm。
进一步的，所述步骤(2)中气体饱和的均匀液态PP体系的气体质量浓度为3～7％。
进一步的，所述步骤(2)中CO2气体的注入压力为0.7MPa。
本发明采用滑石粉和普通均聚PP的共混物为核剂，利用超临界流体技术，通过注入CO2气体和二次混炼，生成发泡均匀的PP发泡片材。在整个发泡工艺过程中，通过控制注入CO2气体的用量、核剂的用量、二次混炼的温度、T型模口间隙，可以得到泡孔直径约为10～60um，密度在0.05～0.7g/cm3范围内的各种用途PP发泡热成型制品。本发明具有潜在的市场价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明公开的一种聚丙烯超临界发泡工艺过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，详细说明本发明一种聚丙烯超临界发泡工艺。
实施例1
(1)将高熔体强度PP原料、以普通均聚PP为基材共混滑石粉制成的滑石粉母粒的核剂放入PP发泡片材挤出机机筒内进行初级熔融，初级熔融温度为175℃，所述滑石粉为1200目，占原料总体质量的4％；(2)在初级熔融物中以0.7MPa压力注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系，PP体系气体质量浓度为3％；(3)升高温度到195℃进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，并形成大量气核；(4)过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，二次混炼温度为235℃，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；(5)二次混炼后的PP经挤出机T形模头挤出，挤出机T形模头温度为195℃，经定型辊定型、冷却辊冷却定型，收卷得到PP发泡片材。所述挤出机转速为30～60rpm，熔体泵转速为25～55rpm，模口间隙1.0mm。得到实施例1的PP发泡片材。
实施例2
(1)将高熔体强度PP原料、以普通均聚PP为基材共混滑石粉制成核剂放入PP发泡片材挤出机机筒内进行初级熔融，初级熔融温度为175℃，所述滑石粉为1200目，占原料总体质量的4.5％；(2)在初级熔融物中以0.7MPa压力注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系，PP体系气体质量浓度为4％；(3)升高温度到195℃进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，并形成大量气核；(4)过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，二次混炼温度为240℃，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；(5)二次混炼后的PP经挤出机T形模头挤出，挤出机T形模头温度为195℃，经定型辊定型、冷却辊冷却定型，收卷得到PP发泡片材。所述挤出机转速为30～60rpm，熔体泵转速为25～55rpm，模口间隙2.0mm。得到实施例2的PP发泡片材。
实施例3
(1)将高熔体强度PP原料、以普通均聚PP为基材共混滑石粉制成核剂放入PP发泡片材挤出机机筒内进行初级熔融，初级熔融温度为175℃，所述滑石粉为1200目，占原料总体质量的5％；(2)在初级熔融物中以0.7MPa压力注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系，PP体系气体质量浓度为5％；(3)升高温度到195℃进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，并形成大量气核；(4)过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，二次混炼温度为240℃，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；(5)二次混炼后的PP经挤出机T形模头挤出，挤出机T形模头温度为195℃，经定型、冷却，收卷得到PP发泡片材。所述挤出机转速为30～60rpm，熔体泵转速为25～55rpm，模口间隙2.5mm。得到实施例3的PP发泡片材。
实施例4
(1)将高熔体强度PP原料、以普通均聚PP为基材共混滑石粉制成核剂放入PP发泡片材挤出机机筒内进行初级熔融，初级熔融温度为175℃，所述滑石粉为1200目，占原料总体质量的5％；(2)在初级熔融物中以0.7MPa压力注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系，PP体系气体质量浓度为6％；(3)升高温度到195℃进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，并形成大量气核；(4)过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，二次混炼温度为235℃，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；(5)二次混炼后的PP经挤出机T形模头挤出，挤出机T形模头温度为195℃，经定型、冷却，收卷得到PP发泡片材。所述挤出机转速为30～60rpm，熔体泵转速为25～55rpm，模口间隙3.0mm。得到实施例4的PP发泡片材。
实施例5
(1)将高熔体强度PP原料、以普通均聚PP为基材共混滑石粉制成核剂放入PP发泡片材挤出机机筒内进行初级熔融，初级熔融温度为175℃，所述滑石粉为1200目，占原料总体质量的5％；(2)在初级熔融物中以0.7MPa压力注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系，PP体系气体质量浓度为7％；(3)升高温度到195℃进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，并形成大量气核；(4)过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，二次混炼温度为240℃，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；(5)二次混炼后的PP经挤出机T形模头挤出，挤出机T形模头温度为195℃，经定型辊定型、冷却辊冷却定型，收卷得到PP发泡片材。所述挤出机转速为30～60rpm，熔体泵转速为25～55rpm，模口间隙3.5mm。得到实施例5的PP发泡片材。
实施例产品性能对比
表1实施例产品比较表
由表中可以看出，通过控制注入CO2气体的用量、核剂的用量、二次混炼的温度、T型模口间隙，可以得到泡孔直径约为10～60um，密度在0.05～0.7g/cm3范围内的各种用途PP发泡热成型制品。工艺参数调整简单方便，工艺过程简单、效果显著。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种聚丙烯超临界发泡工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)将高熔体强度PP原料和核剂放入PP发泡片材挤出机内进行初级熔融，核剂是以普通均聚PP为基材共混滑石粉制成的滑石粉母粒；
(2)在初级熔融物中注入CO2气体，形成气体饱和的均匀液态PP体系；
(3)升高温度进行一次混炼，使气体饱和的均匀液态PP体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，并形成大量气核；
(4)过饱和PP体系通过挤出机熔体泵二次混炼，体系内的过饱和气体扩散入气核，气泡增长；
(5)二次混炼后的PP经挤出机T形模头挤出，经定型、冷却，收卷得到PP发泡片材。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯超临界发泡工艺，其特征在于：所述滑石粉为1200目，占原料总质量的4～5％。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯超临界发泡工艺，其特征在于：所述初级熔融温度为175℃，所述一次混炼温度为195℃，所述二次混炼温度为235～240℃。
4.根据权利要求1或3所述的一种聚丙烯超临界发泡工艺，其特征在于：所述挤出机T形模头温度为195℃。
5.根据权利要求1-3所述的一种聚丙烯超临界发泡工艺，其特征在于：所述挤出机转速为30～60rpm，熔体泵转速为25～55rpm，模口间隙1.0～3.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯超临界发泡工艺，其特征在于：所述步骤(2)中气体饱和的均匀液态PP体系的气体质量浓度为3～7％。
7.根据权利要求1所述的一种聚丙烯超临界发泡工艺，其特征在于：所述步骤(2)中CO2气体的注入压力为0.7MPa。
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