CN107903491A - 一种epp板材及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种EPP板材及其生产工艺，涉及高分子材料技术领域。本发明EPP板材由以下原料制成：发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂，本发明EPP板材是一种环保材料，性能优异、加工性能良好、重量轻，可回收再利用，可以自然降解，不会造成白色污染，碳酸氢钠或柠檬酸钠发泡剂为化学环保型发泡剂，生产过程无环境污染、产品受热或二次热塑加工时不散发异味、长期使用安全无毒。

Description

一种EPP板材及其生产工艺

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种EPP板材及其生产工艺。

背景技术

发泡聚丙烯(EPP)是综合性能先进的泡沫塑料，具有韧性优异和耐热温度高的优点，可广泛应用于汽车隔热材料和缓冲吸能零部件。在日欧美等发达国家，发泡聚丙烯材料或板材在汽车上的应用不断扩大和深化，由最初的保险杠缓冲块已逐渐扩展到顶棚、仪表板衬材、车门板衬材、搁物板、尾箱和头盔等零部件，已成为多用途的汽车材料。目前聚丙烯的发泡方法主要有挤出发泡、模压发泡，其中挤出发泡法是指：将含发泡剂的树脂熔融物，从机头模口挤出时由高压变为常压，溶于树脂熔融物内的发泡剂分解气体发生减压膨胀，得到泡沫结构的聚丙烯材料或板材。

现有公开的发泡聚丙烯材料或板材及生产方法中，都采用超临界气体作为发泡剂，对设备和工艺都有非常苛刻的要求，需要专用压力容器和耐压防泄漏管道，需要较高的安全防护和消防配置；同时该类发泡聚丙烯材料或板材都存在着发泡倍率过大、泡孔开孔率高、表面平整度低、刚性不够、力学强度低、二次热塑加工时易破裂、板材质量重，易吸潮，生产的制件产生花斑，并有霉酸味，边角料不能回收，导致环境污染等缺点和问题。

因此，需要开发一种材料性能优异、加工性能良好、无毒化学发泡和闭孔结构的发泡聚丙烯板材及其生产工艺以解决现有的问题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种EPP板材及其生产工艺。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种EPP板材，所述EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯50-70份、氧化石墨烯20-35份、聚氨酯20-30份、超细成核剂8-15份、抗氧剂2-5份、发泡剂2-6份、润滑剂1-3份。

优选的，所述EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯55-65份、氧化石墨烯25-30份、聚氨酯23-27份、超细成核剂10-13份、抗氧剂3-4份、发泡剂3-5份、润滑剂2-2.7份。

优选的，所述EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯60份、氧化石墨烯29份、聚氨酯25份、超细成核剂11份、抗氧剂3.5份、发泡剂4份、润滑剂2份。

优选的，所述氧化石墨烯的制备方法为：将12mL重量比为35％的浓硫酸、2g过硫酸钾和2g五氧化二磷加入100mL圆底烧瓶中形成悬浮液；再加入4g鳞片状石墨，将其加热到70℃，反应8h后冷却至室温；用蒸馏水稀释、过滤、清洗至中性，在真空85℃条件下干燥10h；加入称取12g高锰酸钾后，在0℃冰浴1h，升温至30℃，加热1.5h并搅拌12min，再加10mL30wt％的双氧水溶液，反应3-4h后加入100mL的盐酸水溶液洗去过量的金属离子；用去离子水清洗2-3次，再离心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯。

优选的，所述发泡剂为碳酸氢钠、柠檬酸钠中的一种。

优选的，所述超细成核剂为超细碳酸钙、超细钛白粉中的至少一种，且超细碳酸钙、超细钛白粉的细度均为1500-2000目。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂PS802、抗氧剂168、抗氧剂1010中的至少一种。

优选的，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的一种。

一种EPP板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照原料重量份称取各个原料；

S2、将发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂共同加入双螺杆挤出机中进行混炼，再由模头挤出，挤出温度为150-200℃，得到熔融状态混合料；

S3、将步骤S4模头挤出的熔融状态混合料直接导入三辊压机中，辊压成为板材，即可。

本发明提供一种EPP板材及其生产工艺，与现有技术相比优点在于：

本发明的EPP板材是一种环保材料，性能优异、加工性能良好、重量轻，可回收再利用，可以自然降解，不会造成白色污染，碳酸氢钠或柠檬酸钠发泡剂为化学环保型发泡剂，生产过程无环境污染、产品受热或二次热塑加工时不散发异味、长期使用安全无毒；

本发明的EPP板材原料中加入氧化后的石墨烯，氧化石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层，氧化石墨烯能够更好的分散在发泡聚丙烯基体材料中，增强板材的强度和刚性，提高板材的力学性能；

本发明EPP板材采用双螺杆挤出机、三辊压机设备生产，挤出发泡法是将物料混炼和发泡成型在双螺杆挤出机中一次完成，具有工艺流程简单、生产效率高、产品形态可调，具有设备投入低、生产工艺简单、易于产业化推广等特点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯50份、氧化石墨烯20份、聚氨酯20份、细度均为1500目超细碳酸钙成核剂8份、PS802抗氧剂2份、碳酸氢钠2份、硬脂酸钙1份；

其中，氧化石墨烯的制备方法为：将12mL重量比为35％的浓硫酸、2g过硫酸钾和2g五氧化二磷加入100mL圆底烧瓶中形成悬浮液；再加入4g鳞片状石墨，将其加热到70℃，反应8h后冷却至室温；用蒸馏水稀释、过滤、清洗至中性，在真空85℃条件下干燥10h；加入称取12g高锰酸钾后，在0℃冰浴1h，升温至30℃，加热1.5h并搅拌12min，再加10mL 30wt％的双氧水溶液，反应3h后加入100mL的盐酸水溶液洗去过量的金属离子；用去离子水清洗2次，再离心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；

本实施例EPP板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照原料重量份称取各个原料；

S2、将发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂共同加入双螺杆挤出机中进行混炼，再由模头挤出，挤出温度为150℃，得到熔融状态混合料；

S3、将步骤S4模头挤出的熔融状态混合料直接导入三辊压机中，辊压成为板材，即可。

实施例2：

本实施例EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯70份、氧化石墨烯35份、聚氨酯30份、细度均为2000目超细碳酸钙成核剂15份、168抗氧剂5份、柠檬酸钠6份、硬脂酸铅3份；

其中，氧化石墨烯的制备方法为：将12mL重量比为35％的浓硫酸、2g过硫酸钾和2g五氧化二磷加入100mL圆底烧瓶中形成悬浮液；再加入4g鳞片状石墨，将其加热到70℃，反应8h后冷却至室温；用蒸馏水稀释、过滤、清洗至中性，在真空85℃条件下干燥10h；加入称取12g高锰酸钾后，在0℃冰浴1h，升温至30℃，加热1.5h并搅拌12min，再加10mL 30wt％的双氧水溶液，反应4h后加入100mL的盐酸水溶液洗去过量的金属离子；用去离子水清洗3次，再离心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；

本实施例EPP板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照原料重量份称取各个原料；

S2、将发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂共同加入双螺杆挤出机中进行混炼，再由模头挤出，挤出温度为200℃，得到熔融状态混合料；

S3、将步骤S4模头挤出的熔融状态混合料直接导入三辊压机中，辊压成为板材，即可。

实施例3：

本实施例EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯60份、氧化石墨烯29份、聚氨酯25份、细度均为1500目的超细钛白粉成核剂11份、1010抗氧剂3.5份、柠檬酸钠4份、硬脂酸钡2份；

其中，氧化石墨烯的制备方法为：将12mL重量比为35％的浓硫酸、2g过硫酸钾和2g五氧化二磷加入100mL圆底烧瓶中形成悬浮液；再加入4g鳞片状石墨，将其加热到70℃，反应8h后冷却至室温；用蒸馏水稀释、过滤、清洗至中性，在真空85℃条件下干燥10h；加入称取12g高锰酸钾后，在0℃冰浴1h，升温至30℃，加热1.5h并搅拌12min，再加10mL 30wt％的双氧水溶液，反应3.5h后加入100mL的盐酸水溶液洗去过量的金属离子；用去离子水清洗3次，再离心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；

本实施例EPP板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照原料重量份称取各个原料；

S2、将发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂共同加入双螺杆挤出机中进行混炼，再由模头挤出，挤出温度为175℃，得到熔融状态混合料；

S3、将步骤S4模头挤出的熔融状态混合料直接导入三辊压机中，辊压成为板材，即可。

实施例4：

本实施例EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯55份、氧化石墨烯25份、聚氨酯23份、细度均为2000目的超细钛白粉成核剂10份、PS802抗氧剂3份、碳酸氢钠3份、硬脂酸锌2份；

其中，氧化石墨烯的制备方法为：将12mL重量比为35％的浓硫酸、2g过硫酸钾和2g五氧化二磷加入100mL圆底烧瓶中形成悬浮液；再加入4g鳞片状石墨，将其加热到70℃，反应8h后冷却至室温；用蒸馏水稀释、过滤、清洗至中性，在真空85℃条件下干燥10h；加入称取12g高锰酸钾后，在0℃冰浴1h，升温至30℃，加热1.5h并搅拌12min，再加10mL 30wt％的双氧水溶液，反应3.2h后加入100mL的盐酸水溶液洗去过量的金属离子；用去离子水清洗2次，再离心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；

本实施例EPP板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照原料重量份称取各个原料；

S2、将发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂共同加入双螺杆挤出机中进行混炼，再由模头挤出，挤出温度为160℃，得到熔融状态混合料；

S3、将步骤S4模头挤出的熔融状态混合料直接导入三辊压机中，辊压成为板材，即可。

实施例5：

本实施例EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯65份、氧化石墨烯30份、聚氨酯27份、细度均为2000目的超细钛白粉成核剂13份、抗氧剂4份、柠檬酸钠5份、硬脂酸钙2.7份；抗氧剂为抗氧剂PS802、抗氧剂168、抗氧剂1010按照质量比1：1：1.5混合而成；

其中，氧化石墨烯的制备方法为：将12mL重量比为35％的浓硫酸、2g过硫酸钾和2g五氧化二磷加入100mL圆底烧瓶中形成悬浮液；再加入4g鳞片状石墨，将其加热到70℃，反应8h后冷却至室温；用蒸馏水稀释、过滤、清洗至中性，在真空85℃条件下干燥10h；加入称取12g高锰酸钾后，在0℃冰浴1h，升温至30℃，加热1.5h并搅拌12min，再加10mL 30wt％的双氧水溶液，反应3.7h后加入100mL的盐酸水溶液洗去过量的金属离子；用去离子水清洗3次，再离心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯；

本实施例EPP板材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照原料重量份称取各个原料；

S2、将发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂共同加入双螺杆挤出机中进行混炼，再由模头挤出，挤出温度为190℃，得到熔融状态混合料；

S3、将步骤S4模头挤出的熔融状态混合料直接导入三辊压机中，辊压成为板材，即可。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种EPP板材，其特征在于，所述EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯50-70份、氧化石墨烯20-35份、聚氨酯20-30份、超细成核剂8-15份、抗氧剂2-5份、发泡剂2-6份、润滑剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的EPP板材，其特征在于，所述EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯55-65份、氧化石墨烯25-30份、聚氨酯23-27份、超细成核剂10-13份、抗氧剂3-4份、发泡剂3-5份、润滑剂2-2.7份。

3.根据权利要求1所述的EPP板材，其特征在于，所述EPP板材由以下重量份的原料制成：发泡聚丙烯60份、氧化石墨烯29份、聚氨酯25份、超细成核剂11份、抗氧剂3.5份、发泡剂4份、润滑剂2份。

4.根据权利要求1所述的EPP板材，其特征在于，所述氧化石墨烯的制备方法为：将12mL重量比为35％的浓硫酸、2g过硫酸钾和2g五氧化二磷加入100mL圆底烧瓶中形成悬浮液；再加入4g鳞片状石墨，将其加热到70℃，反应8h后冷却至室温；用蒸馏水稀释、过滤、清洗至中性，在真空85℃条件下干燥10h；加入称取12g高锰酸钾后，在0℃冰浴1h，升温至30℃，加热1.5h并搅拌12min，再加10mL 30wt％的双氧水溶液，反应3-4h后加入100mL的盐酸水溶液洗去过量的金属离子；用去离子水清洗2-3次，再离心，真空干燥，即可得到氧化石墨烯。

5.根据权利要求1所述的EPP板材，其特征在于：所述发泡剂为碳酸氢钠、柠檬酸钠中的一种。

6.根据权利要求1所述的EPP板材，其特征在于：所述超细成核剂为超细碳酸钙、超细钛白粉中的至少一种，且超细碳酸钙、超细钛白粉的细度均为1500-2000目。

7.根据权利要求1所述的EPP板材，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂PS802、抗氧剂168、抗氧剂1010中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的EPP板材，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸锌中的一种。

9.一种如权利要求1-8任一所述EPP板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照原料重量份称取各个原料；

S2、将发泡聚丙烯、氧化石墨烯、聚氨酯、超细成核剂、抗氧剂、发泡剂、润滑剂共同加入双螺杆挤出机中进行混炼，再由模头挤出，挤出温度为150-200℃，得到熔融状态混合料；

S3、将步骤S4模头挤出的熔融状态混合料直接导入三辊压机中，辊压成为板材，即可。