CN110054802A - 一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法 - Google Patents

一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，包括以下步骤，步骤一：按以下质量百分比称取等规聚丙烯：A=5‑30：95‑70；其中所述等规聚丙烯为半结晶型聚合物，所述A为一种能提高等规聚丙烯熔体强度和泡孔成核效率的材料。步骤二：将步骤一所得到的等规聚丙烯和A进行充分共混，将共混所得的混合物加入密炼机加热熔融得到二元复合材料，将二元复合材料造粒后放入模具中经平板硫化机模压成型得到发泡前样条。步骤三：将步骤二得到的样条放入高压反应釜中，用超临界流体作发泡剂，经快速卸压发泡后得到微纳跨尺度泡孔结构的等规聚丙烯发泡材料。该方法有效提高了等规聚丙烯的可发泡性能，改善了其泡孔形貌结构特征。

Description

一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法
技术领域
本发明涉及一种发泡材料制备方法，具体涉及一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法。
背景技术
等规聚丙烯是目前市场上使用最广泛的高分子材料之一，其价格较低廉，力学性能优异，耐化学腐蚀，耐热性能好，可成型加工性强。然而由于其线性分子结构特征，导致其在熔融状态发泡时的熔体强度过低，难以承受发泡时产生的拉伸力，泡孔易发生破裂和合并，导致难以用其制备出理想的微纳泡孔结构发泡材料，限制了其在发泡材料领域的应用。
发明内容
本发明针对现有生产技术的不足，提供一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：按以下质量百分比称取等规聚丙烯：A=5-30：95-70；其中所述等规聚丙烯为半结晶型聚合物，所述A为一种提高等规聚丙烯熔体强度的材料。
步骤二：将步骤一所得到的等规聚丙烯和A进行机械共混，将共混所得的混合物加入密炼机加热熔融共混得到二元复合材料，将二元复合材料造粒后放入模具中经平板硫化机模压成型得到发泡前样条。
步骤三：将步骤二得到的样条放入高压反应釜中，用超临界流体作发泡剂，采用三段式发泡方法，经快速卸压后得到微纳跨尺度泡孔结构的等规聚丙烯发泡材料。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述超临界流体为压力CO2或N2。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述提高等规聚丙烯熔体强度的材料为尼龙66，聚乙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，接枝聚丙烯中的一种或几种。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述三段式发泡方法，第一段升温阶段温度为190-250℃；第二段降温阶段温度为110-140℃；第三段再升温阶段温度为155-175℃，所述三段式发泡方法压力范围为8-16MPa。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述三段法第二段降温阶段保温时间为5-20min。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述三段法第三段再升温阶段发泡时间为5-60min。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述发泡样品的孔径为420nm-3μm。
本发明具有以下积极有益效果
本发明通过添加一种增强等规聚丙烯熔体强度的材料，提高了等规聚丙烯材料的使用温度，在一定程度上提高了其物理性能和使用寿命，并改善了其发泡性能，使其发泡时泡孔壁足以承受发泡过程中产生的拉伸力，减小了泡孔的平均尺寸，其尺寸从微米级达到了纳米级别。
附图说明：
图1为本发明实施例1中等规聚丙烯发泡材料泡孔SEM图
图2为本发明实施例2中等规聚丙烯发泡材料泡孔SEM图
图3为本发明实施例3中等规聚丙烯发泡材料泡孔SEM图
图4为本发明实施例4中等规聚丙烯发泡材料泡孔SEM图
具体实施方法：
实施例1
按以下质量百分比称取等规聚丙烯：A=20：80；将所得到的等规聚丙烯和A进行充分共混，将共混所得的混合物加入密炼机加热熔融共混得到二元复合材料，将二元复合材料造粒后放入模具中经平板硫化机得到发泡前样条。将得到的样条放入高压反应釜中，用超临界流体作发泡剂，经卸压发泡后得到微纳跨尺度泡孔结构的等规聚丙烯发泡材料；所述工艺条件为：三段法第一段温度为210℃；第二段温度为125℃；第三段温度为158℃；三段法第二降温阶段保温时间为20min；三段法第三升温阶段保温时间为40min；高压反应釜发泡的压力为12MPa；得到的泡孔形貌如图1。
实施例2
按以下质量百分比称取等规聚丙烯：A=20：80；将所得到的等规聚丙烯和A进行充分共混，将共混所得的混合物加入密炼机加热熔融共混得到二元复合材料，将二元复合材料造粒后放入模具中经平板硫化机得到发泡前样条。将得到的样条放入高压反应釜中，用超临界流体作发泡剂，经卸压发泡后得到微纳跨尺度泡孔结构的等规聚丙烯发泡材料；所述工艺条件为：三段法第一段温度为210℃；第二段温度为125℃；第三段温度为162℃；三段法第二降温阶段保温时间为20min；三段法第三升温阶段保温时间为40min；高压反应釜发泡的压力为12MPa；得到的泡孔形貌如图2。
实施例3
按以下质量百分比称取等规聚丙烯：A=20：80；将所得到的等规聚丙烯和A进行充分共混，将共混所得的混合物加入密炼机加热熔融共混得到二元复合材料，将二元复合材料造粒后放入模具中经平板硫化机得到发泡前样条。将得到的样条放入高压反应釜中，用超临界流体作发泡剂，经卸压发泡后得到微纳跨尺度泡孔结构的等规聚丙烯发泡材料；所述工艺条件为：三段法第一段温度为210℃；第二段温度为129℃；第三段温度为160℃；三段法第二降温阶段保温时间为20min；三段法第三升温阶段保温时间为40min；高压反应釜发泡的压力为12MPa；得到的泡孔形貌如图3。
实施例4
按以下质量百分比称取等规聚丙烯：A=20：80；将所得到的等规聚丙烯和A进行充分共混，将共混所得的混合物加入密炼机加热熔融共混得到二元复合材料，将二元复合材料造粒后放入模具中经平板硫化机得到发泡前样条。将得到的样条放入高压反应釜中，用超临界流体作发泡剂，经卸压发泡后得到微纳跨尺度泡孔结构的等规聚丙烯发泡材料；所述工艺条件为：三段法第一段温度为210℃；第二段温度为125℃；第三段温度为160℃；三段法第二降温阶段保温时间为20min；三段法第三升温阶段保温时间为40min；高压反应釜发泡的压力为8MPa；得到的泡孔形貌如图4。
表一为实施例1-4中SEM图对应的发泡材料参数
图1 图2 图3 图4
平均泡孔直径（μm） 2.34 3.86 3.77 0.42
平均泡孔密度(个/cm3) 1.51×1011 1.02×1011 7.11×1010 8.00×1012
发泡倍率 2.20 4.57 2.70 1.54
由表一可以看出平均泡孔密度能达到1011个/cm3，平均泡孔尺寸能达到420nm-3μm，相比于纯聚丙烯发泡材料结构有相当大的改善。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：按以下质量百分比称取等规聚丙烯：A=5-30：95-70；其中所述等规聚丙烯为半结晶型聚合物，所述A为一种提高等规聚丙烯熔体强度的材料；
步骤二：将步骤一所得到的等规聚丙烯和A进行机械共混，将共混所得的混合物加入密炼机加热熔融共混得到二元复合材料，将二元复合材料造粒后放入模具中经平板硫化机模压成型得到发泡前样条；
步骤三：将步骤二得到的样条放入高压反应釜中，用超临界流体作发泡剂，采用三段式发泡方法，经快速卸压后得到微纳跨尺度泡孔结构的等规聚丙烯发泡材料。
2.根据权利要求1所述的一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，其特征在于：所述提高等规聚丙烯熔体强度的材料为尼龙66，聚乙烯，乙烯-醋酸乙烯共聚物，接枝聚丙烯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，其特征在于：所述超临界琉体为压力CO2或N2。
4.根据权利要求1所述的一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，其特征在于：所述三段式发泡方法，第一段升温阶段温度为190-250℃；第二段降温阶段温度为110-140℃；第三段再升温阶段温度为155-175℃，所述三段式发泡方法压力范围为8-16MPa。
5.根据权利要求4所述的一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，其特征在于：所述降温阶段保温时间为5-20min。
6.根据权利要求4所述的一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，其特征在于：所述第三段再升温阶段发泡时间为5-60min。
7.根据权利要求1所述的一种制备等规聚丙烯微纳跨尺度泡孔结构材料的方法，其特征在于：所述发泡样品的泡孔平均直径为420nm-3μm。
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