CN112225994B - 环保型高韧泡沫制品的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型高韧泡沫制品的加工方法，属于高分子材料技术领域，该加工方法将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置中混合，然后进行混炼，经冷却、粉碎与改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品。本发明提供的环保型高韧泡沫制品的加工方法，可用于制备高韧泡沫制品，通过同时加入羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石和莫来石可有效提升聚丙烯泡沫制品的韧性，且上述材料均易于降解，对环境友好。

Description

环保型高韧泡沫制品的加工方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种环保型高韧泡沫制品的加工方法。
背景技术
泡沫是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，泡沫制品由于其突出的隔热、隔音和缓冲效果，在人们的生活中以无处不在。随着技术的发展和革新，泡沫制品的应用领域也越来越广泛。高密度泡沫材料目前以用于汽车保险杠、防撞柱的应用。泡沫材料填充在保险杠的部分结构中，能够降低碰撞时对行人的伤害，尤其能够极大的减小保险杠对行人的小腿造成的伤害。
根据原材料的不同，常用的泡沫材料有三聚氰胺泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等。其中聚丙烯泡沫的主要发泡材料为聚丙烯，聚丙烯原料来源丰富，价格便宜，与其他通用塑料相比，具有较好的综合性能，其相对密度小，加工性能优良，屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳，其制成的泡沫无毒无味、光泽性好。但聚丙烯存在成型收缩率大、脆性高，缺口冲击强度低的问题。当将聚丙烯泡沫应用于汽车保险杠、防撞柱等领域时，上述问题会影响聚丙烯泡沫进一步推广和应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种环保型高韧聚丙烯泡沫制品的加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：环保型高韧泡沫制品的加工方法，包括以下步骤：
步骤1、将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置于混合机中混合，得到预混料；
步骤2、将步骤1所得预混料进行混炼，经冷却、粉碎后得到发泡粒子；
步骤3、将步骤2所得发泡粒子和改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品；
其中，所述聚丙烯混合物由质量比为20：1-2：1-1.5的高熔体强度聚丙烯、无规共聚聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯组成；
所述羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯的添加量为聚丙烯混合物质量的2-5％，所述电气石和莫来石的添加总量为聚丙烯混合物质量的10-15％，所述硬脂酸和液体石蜡的添加总量为聚丙烯混合物质量的3-5％；所述改性AC发泡剂的添加总量为聚丙烯混合物质量的1-2％。
本发明的有益效果在于：本发明提供的环保型高韧泡沫制品的加工方法，用于制备高韧泡沫制品，通过加入羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石和莫来石混合使用不易发生团聚，添加后可改变聚丙烯的结晶速率和结晶度，减小聚丙烯球晶尺寸，但不会破坏晶球，提升聚丙烯泡沫制品的韧性，且相较于常用的通过添加滑石粉增韧的加工方法，在相同添加量的前提下韧性可进一步提升且所得泡沫制品性能稳定。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明提供一种环保型高韧泡沫制品的加工方法，包括以下步骤：
步骤1、将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置于高速混合机中混合，得到预混料；
步骤2、将步骤1所得预混料进行混炼，经冷却、粉碎后得到发泡粒子；
步骤3、将步骤2所得发泡粒子和改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品；
其中，所述聚丙烯混合物由质量比为20：1-2：1-1.5的高熔体强度聚丙烯(HMSPP)、无规共聚聚丙烯(PPR)和马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)组成；
所述羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯的添加量为聚丙烯混合物质量的2-5％，所述电气石和莫来石的添加总量为聚丙烯混合物质量的10-15％，所述硬脂酸和液体石蜡的添加总量为聚丙烯混合物质量的3-5％；所述改性AC发泡剂的添加总量为聚丙烯混合物质量的1-2％。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的环保型高韧泡沫制品的加工方法，用于制备高韧泡沫制品，通过加入羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石和莫来石混合使用不易发生团聚，添加后可改变聚丙烯的结晶速率和结晶度，减小聚丙烯球晶尺寸，但不会破坏晶球，提升聚丙烯泡沫制品的韧性，且相较于常用的通过添加滑石粉增韧的加工方法，在相同添加量的前提下韧性可进一步提升，且所得泡沫制品性能稳定。
进一步的，所述羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯的添加量为聚丙烯混合物质量的5％，所述电气石和莫来石的添加总量为聚丙烯混合物质量的12％，所述硬脂酸和液体石蜡的添加总量为聚丙烯混合物质量的4％；所述改性AC发泡剂的添加总量为聚丙烯混合物质量的1.5％。
进一步的，所述电气石和莫来石的质量比为3:2；所述硬脂酸和液体石蜡的质量比为1:1。
由上述描述可知，经单因素试验对比，在添加电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡的前提下，上述比例下成品综合性能提高效果最佳。
进一步的，所述步骤2中混炼的条件为：温度170-185℃、转速50-60r/min下搅拌加热20-35min。
进一步的，所述发泡粒子的含水率为5-8％。
进一步的，所述步骤3中发泡的条件为：发泡温度220-235℃，保持温度120-140℃，保持1.5-2h，发泡后的冷却条件为：固模水冷80-120s，移模水冷75-100s，真空冷却5-10s。
进一步的，所述步骤3中烘干的条件为：烘干温度50-57℃，烘干时间2-4h。
由上述描述可知，烘干温度不宜过高，过高的烘干温度会影响成品的质量。
进一步的，所述改性AC发泡剂为纳米氧化锌/AC复合发泡剂(AC：ZnO＝6:1)。
实施例1：
环保型高韧泡沫制品的加工方法，包括以下步骤：
步骤1、将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置于高速混合机中混合，得到预混料；
步骤2、将步骤1所得预混料进行混炼，经冷却、粉碎后得到发泡粒子；
其中，混炼的温度170℃、转速55r/min下搅拌加热35min。所述发泡粒子的含水率为5-8％。
步骤3、将步骤2所得发泡粒子和改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品；
其中，发泡的条件为：发泡温度220℃，保持温度120℃，保持1.5h；烘干的条件为：烘干温度50-57℃，烘干时间2-4h。
实施例2：
环保型高韧泡沫制品的加工方法，包括以下步骤：
步骤1、将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置于高速混合机中混合，得到预混料；
步骤2、将步骤1所得预混料进行混炼，经冷却、粉碎后得到发泡粒子；
其中，混炼的温度180℃、转速60r/min下搅拌加热20min。所述发泡粒子的含水率为5-8％。
步骤3、将步骤2所得发泡粒子和改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品；
其中，发泡的条件为：发泡温度230℃，保持温度130℃，保持22h；烘干的条件为：烘干温度50-57℃，烘干时间2-4h。
实施例3：
环保型高韧泡沫制品的加工方法，包括以下步骤：
步骤1、将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置于高速混合机中混合，得到预混料；
步骤2、将步骤1所得预混料进行混炼，经冷却、粉碎后得到发泡粒子；
其中，混炼的温度175℃、转速50r/min下搅拌加热25min。所述发泡粒子的含水率为5-8％。
步骤3、将步骤2所得发泡粒子和改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品；
其中，发泡的条件为：发泡温度225℃，保持温度135℃，保持1.5h；烘干的条件为：烘干温度50-57℃，烘干时间2-4h。
实施例4：
环保型高韧泡沫制品的加工方法，包括以下步骤：
步骤1、将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置于高速混合机中混合，得到预混料；
步骤2、将步骤1所得预混料进行混炼，经冷却、粉碎后得到发泡粒子；
其中，混炼的温度185℃、转速60r/min下搅拌加热30min。所述发泡粒子的含水率为5-8％。
步骤3、将步骤2所得发泡粒子和改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品；
其中，发泡的条件为：发泡温度235℃，保持温度140℃，保持2h；烘干的条件为：烘干温度50-57℃，烘干时间2-4h。
根据实施例1-4所得环保型高韧泡沫制品的加工方法，制备得到的环保型高韧泡沫制品成型良好。
实施例1-4的环保型高韧泡沫制品的加工方法中原料的组成见表1所示。
表1
Figure BDA0002757613220000051
Figure BDA0002757613220000061
对比例：
对比例1-4与实施例1的区别仅在于原料组成的不同，具体见表2所示。
表2
组分 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
HMSPP(kg) 80 80 80 80
PPR(kg) 4 4 4 4
MAPP(kg) 6 6 6 6
羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(kg) / 15.3 / /
电气石(kg) / / 15.3 /
莫来石(kg) / / / 15.3
绢云母 15.3 / / /
硬脂酸(kg) 1.8 1.8 1.8 1.8
液体石蜡(kg) 1.8 1.8 1.8 1.8
改性AC发泡剂(kg) 1.35 1.35 1.35 1.35
对实施例1-4和对比例1-4所得泡沫制品的性能进行检测，结果见表3所示。
表3
Figure BDA0002757613220000062
Figure BDA0002757613220000071
从表3中可以看出羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石和莫来石的共同加入相较于单独添加其中一种，或者同等量的滑石粉，各项性能均有不同程度的提升。
综上所述，本发明提供的环保型高韧泡沫制品的加工方法，用于制备高韧泡沫制品，通过加入羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石和莫来石可提升聚丙烯泡沫制品的韧性，且相较于常用的通过添加滑石粉增韧的加工方法，在相同添加量的前提下韧性可进一步提升。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.环保型高韧泡沫制品的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将聚丙烯混合物、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、电气石、莫来石、硬脂酸和液体石蜡置于混合机中混合，得到预混料；
步骤2、将步骤1所得预混料进行混炼，经冷却、粉碎后得到发泡粒子；所述发泡粒子的含水率为5-8％；
步骤3、将步骤2所得发泡粒子和改性AC发泡剂混合后发泡成型，再经烘干后得到环保型高韧泡沫制品；
所述聚丙烯混合物由质量比为20：1-2：1-1.5的高熔体强度聚丙烯、无规共聚聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯组成；
所述羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯的添加量为聚丙烯混合物质量的2-5％，所述电气石和莫来石的添加总量为聚丙烯混合物质量的10-15％，所述硬脂酸和液体石蜡的添加总量为聚丙烯混合物质量的3-5％；所述改性AC发泡剂的添加总量为聚丙烯混合物质量的1-2％；
所述改性AC发泡剂为纳米氧化锌/AC复合发泡剂，AC和纳米氧化锌的用量比为6:1。
2.根据权利要求1所述的环保型高韧泡沫制品的加工方法，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯的添加量为聚丙烯混合物质量的5％，所述电气石和莫来石的添加总量为聚丙烯混合物质量的12％，所述硬脂酸和液体石蜡的添加总量为聚丙烯混合物质量的4％；所述改性AC发泡剂的添加总量为聚丙烯混合物质量的1.5％。
3.根据权利要求1所述的环保型高韧泡沫制品的加工方法，其特征在于，所述电气石和莫来石的质量比为3:2；所述硬脂酸和液体石蜡的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的环保型高韧泡沫制品的加工方法，其特征在于，所述步骤2中混炼的条件为：温度170-185℃、转速50-60r/min下搅拌加热20-35min。
5.根据权利要求1所述的环保型高韧泡沫制品的加工方法，其特征在于，所述步骤3中发泡的条件为：发泡温度220-235℃，保持温度120-140℃，保持1.5-2h。
6.根据权利要求1所述的环保型高韧泡沫制品的加工方法，其特征在于，所述步骤3中烘干的条件为：烘干温度50-57℃，烘干时间2-4h。
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JPH1046426A (ja) * 1996-07-26 1998-02-17 Brother Ind Ltd 繊 維
CN106009297A (zh) * 2016-07-22 2016-10-12 安徽省三乐节能技术咨询服务有限公司 一种韧性好、可除甲醛的竹塑发泡复合门窗材料及其制备方法
CN109054236A (zh) * 2018-07-17 2018-12-21 桐城市钰锦塑料包装有限公司 一种可净化甲醛的pvc装饰材料
CN110016161A (zh) * 2019-04-18 2019-07-16 刘杰 一种用于购物袋、地膜及大棚膜的全降解材料及制备方法

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