CN112440422A - 一种聚丙烯发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，属于发泡材料领域，一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，由包括以下其重量份的组分制成：聚丙烯PP树脂60‑80份，发泡剂5‑10份，防老剂3‑5份，稀释剂1‑3份，成核剂1‑5份，抗氧剂2‑4份，它通过添加防老剂和抗氧剂来提高产品的性能，在制备的过程中可根据发泡的快慢自行调节排气的速率，以获得具有均匀、精细泡孔的产品，在发泡的过程中利用辅柱塞在主柱塞中移动使辊轮转动，进而使得竖杆上下往复运动，利用同性磁铁相互排斥的原理使得磁性挡气膜间歇性打开，防止空气逆流进模具中，同时鼓气件在排斥力的作用转动起来，进一步提高排气效果，同时也是为了防止气体逆流，以让发泡产生的气体顺利排出。
Description
技术领域
本发明涉及发泡材料领域，更具体地说，涉及一种聚丙烯发泡材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展和进步，各行各业对塑料性能的要求也越来越高，人们越来越青睐于环保、安全、质轻、性价比高的材料。聚合物发泡材料是一种以树脂为基体，在材料内部有大量气泡，可以看作以气体为填充材料的固/气复合材料。发泡材料质量轻，比强度高且具备缓冲、吸声、保温等功能，在建筑、汽车、包装、航空航天和家电等领域应用广泛。
聚丙烯树脂具有质轻、原料来源丰富、性能价格比优越以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上产量增长量最快的通用热塑性树脂，我国PP树脂已成为产量最大的树脂品种。各树脂生产企业都在积极调整生产思路，开发生产适销对路、高质量、高附加值的专用料，以使PP具有更大的应用价值和经济效益。其中聚丙烯泡沫的研究开发也成了近年来的热点，尽管聚丙烯发泡产品具有良好的性能和应用前景，但聚丙烯泡沫的开发难度很大，国内尚未有其相关的、可工业化的核心技术。
目前聚丙烯共聚物发泡材料由于原料使用的不同，使得产品性能也不同，但大多数产品的添加剂较少，导致成品的强度和抗氧化性不是很好，而且目前模压发泡法制备材料的过程中，由于柱塞式模具不能实现很好的排气，导致材料成型后会存在很多气泡，极大的影响产品的质量。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，它通过添加防老剂和抗氧剂来提高产品的性能，在制备的过程中可根据发泡的快慢自行调节排气的速率，以获得具有均匀、精细泡孔的产品，在发泡的过程中利用辅柱塞在主柱塞中移动使辊轮转动，进而使得竖杆上下往复运动，利用同性磁铁相互排斥的原理使得磁性挡气膜间歇性打开，防止空气逆流进模具中，同时由于磁铁块安装于扇叶一侧面，因此第二永磁铁的上下往复移动使得鼓气件在排斥力的作用转动起来，进一步提高排气效果，同时也是为了进一步防止气体逆流，以让发泡过程中产生的气体顺利排出。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，由包括以下其重量份的组分制成：聚丙烯PP树脂60-80份，发泡剂5-10份，防老剂3-5份，稀释剂1-3份，成核剂1-5份，抗氧剂2-4份；
包括以下步骤：
S1，把聚丙烯PP树脂、发泡剂、防老剂、成核剂、抗氧剂与稀释剂混合，并搅拌混合物至成浆状，干燥后得到均匀的分散物；
S2，把分散物放进两辊塑炼机中使其与弹性体混合；
S3，将S2中的混合物制成片，然后把片材放入压机的模框内，预热3-5分钟然后加热加压使片材预成型；
S4，先向柱塞式模具充入惰性气体，以排出柱塞式模具内的空气，然后将预成型片材放入柱塞式模具内，并立即把柱塞式模具放入压机内；
S5，合模施加压力，加热至发泡剂分解时，混合物在柱塞式模具内发泡并将柱塞往上推，使得发泡剂的分解反应以及过氧化物的交联反应完全，最后冷却成制品。
进一步的，所述S4步骤中的柱塞式模具先进行预热，是为了提高工作效率，且预热温度为180-200℃。
进一步的，所述发泡剂采用化学发泡剂，化学发泡剂的发泡效果更好。
进一步的，所述S4中的柱塞式模具包括主柱塞和辅柱塞，所述主柱塞套在辅柱塞的外部，所述辅柱塞的底部固定连接有底板，且底板上开设有多个相互连通的毛细通气管，所述辅柱塞的内部开设有通气管，且毛细通气管与通气管连通，所述通气管的一端安装有充气阀，所述辅柱塞远离充气阀的下端侧壁转动连接有辊轮，且辊轮与主柱塞的内壁相贴，所述辊轮的外侧壁镶嵌有第一永磁体，所述辅柱塞的内部开设有竖直腔，且竖直腔位于辅柱塞的上方，所述竖直腔的上端连通有矩形腔，所述竖直腔中放置有竖杆，且竖杆的上下两端均固定连接有第二永磁铁，所述第一永磁体与第二永磁铁的磁性相同，所述通气管远离充气阀的一端固定连接有气体释放件，且气体释放件位于矩形腔的上方，所述通气管靠近气体释放件的内壁转动连接有鼓气件，且鼓气件位于第二永磁铁的上方，可根据发泡的快慢自行调节排气的速率，以获得具有均匀、精细泡孔的产品。
进一步的，所述气体释放件包括竖板，所述竖板的侧壁开设有多个通气孔，且每个通气孔的上端内壁均转动连接有磁性挡气膜，所述磁性挡气膜与第二永磁铁的磁性相同，在自由状态下，磁性挡气膜受重力作用下落将通气孔封住，当第二永磁铁上移后磁性挡气膜受到排斥力而向上转动，从而使通气孔打开。
进一步的，所述鼓气件包括转盘，所述转盘的侧壁固定连接有多个扇叶，且每个扇叶的一侧侧壁均镶嵌有磁铁块，所述磁铁块与第二永磁铁的磁性相同，由于磁铁块靠近第二永磁铁，因此每当第二永磁铁上移时都会对磁铁块产生排斥力，从而让鼓气件转动起来，鼓气件的转动进一步将气体排出。
进一步的，所述扇叶的形状为弧形，且磁铁块位于扇叶的凸面位置，是为了靠近第二永磁铁。
进一步的，所述竖直腔靠近辊轮的位置连通有限位滑腔，所述竖直腔的侧壁套设有横板，且横板与限位滑腔的内壁滑动连接，竖杆受重力作用下落时，限位滑腔和横板可防止竖杆下端的第二永磁铁阻碍辊轮的旋转。
进一步的，所述竖直腔的上下两端均套设有滑套，且滑套与竖直腔的内壁滑动连接，滑套是为了稳定竖杆的上下移动。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过添加防老剂和抗氧剂来提高产品的性能，在制备的过程中可根据发泡的快慢自行调节排气的速率，以获得具有均匀、精细泡孔的产品，在发泡的过程中利用辅柱塞在主柱塞中移动使辊轮转动，进而使得竖杆上下往复运动，利用同性磁铁相互排斥的原理使得磁性挡气膜间歇性打开，防止空气逆流进模具中，同时由于磁铁块安装于扇叶一侧面，因此第二永磁铁的上下往复移动使得鼓气件在排斥力的作用转动起来，进一步提高排气效果，同时也是为了进一步防止气体逆流，以让发泡过程中产生的气体顺利排出。
（2）S4步骤中的柱塞式模具先进行预热，是为了提高工作效率，且预热温度为180-200℃。
（3）发泡剂采用化学发泡剂，化学发泡剂的发泡效果更好。
（4）S4中的柱塞式模具包括主柱塞和辅柱塞，主柱塞套在辅柱塞的外部，辅柱塞的底部固定连接有底板，且底板上开设有多个相互连通的毛细通气管，辅柱塞的内部开设有通气管，且毛细通气管与通气管连通，通气管的一端安装有充气阀，辅柱塞远离充气阀的下端侧壁转动连接有辊轮，且辊轮与主柱塞的内壁相贴，辊轮的外侧壁镶嵌有第一永磁体，辅柱塞的内部开设有竖直腔，且竖直腔位于辅柱塞的上方，竖直腔的上端连通有矩形腔，竖直腔中放置有竖杆，且竖杆的上下两端均固定连接有第二永磁铁，第一永磁体与第二永磁铁的磁性相同，通气管远离充气阀的一端固定连接有气体释放件，且气体释放件位于矩形腔的上方，通气管靠近气体释放件的内壁转动连接有鼓气件，且鼓气件位于第二永磁铁的上方，可根据发泡的快慢自行调节排气的速率，以获得具有均匀、精细泡孔的产品。
（5）气体释放件包括竖板，竖板的侧壁开设有多个通气孔，且每个通气孔的上端内壁均转动连接有磁性挡气膜，磁性挡气膜与第二永磁铁的磁性相同，在自由状态下，磁性挡气膜受重力作用下落将通气孔封住，当第二永磁铁上移后磁性挡气膜受到排斥力而向上转动，从而使通气孔打开。
（6）鼓气件包括转盘，转盘的侧壁固定连接有多个扇叶，且每个扇叶的一侧侧壁均镶嵌有磁铁块，磁铁块与第二永磁铁的磁性相同，由于磁铁块靠近第二永磁铁，因此每当第二永磁铁上移时都会对磁铁块产生排斥力，从而让鼓气件转动起来，鼓气件的转动进一步将气体排出。
（7）扇叶的形状为弧形，且磁铁块位于扇叶的凸面位置，是为了靠近第二永磁铁。
（8）竖直腔靠近辊轮的位置连通有限位滑腔，竖直腔的侧壁套设有横板，且横板与限位滑腔的内壁滑动连接，竖杆受重力作用下落时，限位滑腔和横板可防止竖杆下端的第二永磁铁阻碍辊轮的旋转。
（9）竖直腔的上下两端均套设有滑套，且滑套与竖直腔的内壁滑动连接，滑套是为了稳定竖杆的上下移动。
附图说明
图1为本发明的制备流程图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为图3的工作状态示意图；
图5为图2中B处的结构示意图；
图6为图5的工作状态示意图；
图7为本发明的鼓气件的主视结构示意图。
图中附图标记说明：
1主柱塞、2辅柱塞、3底板、4毛细通气管、5通气管、6充气阀、7辊轮、8第一永磁体、9竖直腔、10竖杆、11第二永磁铁、12气体释放件、1201竖板、1202通气孔、1203磁性挡气膜、13鼓气件、1301转盘、1302扇叶、1303磁铁块、14限位滑腔、15横板、16滑套、17矩形腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-7，一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，请参阅图1，由包括以下其重量份的组分制成：聚丙烯PP树脂60-80份，发泡剂5-10份，防老剂3-5份，稀释剂1-3份，成核剂1-5份，抗氧剂2-4份；
包括以下步骤：
S1，把聚丙烯PP树脂、发泡剂、防老剂、成核剂、抗氧剂与稀释剂混合，并搅拌混合物至成浆状，干燥后得到均匀的分散物，所述发泡剂采用化学发泡剂，化学发泡剂的发泡效果更好；
S2，把分散物放进两辊塑炼机中使其与弹性体混合；
S3，将S2中的混合物制成片，然后把片材放入压机的模框内，预热3-5分钟然后加热加压使片材预成型；
S4，先向柱塞式模具充入惰性气体，以排出柱塞式模具内的空气，然后将预成型片材放入柱塞式模具内，并立即把柱塞式模具放入压机内；
S5，合模施加压力，加热至发泡剂分解时，混合物在柱塞式模具内发泡并将柱塞往上推，使得发泡剂的分解反应以及过氧化物的交联反应完全，最后冷却成制品。
请参阅图2-4，S4步骤中的柱塞式模具先进行预热，是为了提高工作效率，且预热温度为180-200℃，S4中的柱塞式模具包括主柱塞1和辅柱塞2，主柱塞1套在辅柱塞2的外部，辅柱塞2的底部固定连接有底板3，且底板3上开设有多个相互连通的毛细通气管4，辅柱塞2的内部开设有通气管5，且毛细通气管4与通气管5连通，通气管5的一端安装有充气阀6，辅柱塞2远离充气阀6的下端侧壁转动连接有辊轮7，且辊轮7与主柱塞1的内壁相贴，辊轮7的外侧壁镶嵌有第一永磁体8，辅柱塞2的内部开设有竖直腔9，且竖直腔9位于辅柱塞2的上方，竖直腔9靠近辊轮7的位置连通有限位滑腔14，竖直腔9的侧壁套设有横板15，且横板15与限位滑腔14的内壁滑动连接，竖杆10受重力作用下落时，限位滑腔14和横板15可防止竖杆10下端的第二永磁铁11阻碍辊轮7的旋转，竖直腔9的上下两端均套设有滑套16，且滑套16与竖直腔9的内壁滑动连接，滑套16是为了稳定竖杆10的上下移动，竖直腔9的上端连通有矩形腔17，竖直腔9中放置有竖杆10，且竖杆10的上下两端均固定连接有第二永磁铁11，第一永磁体8与第二永磁铁11的磁性相同，
请参阅图5-6，通气管5远离充气阀6的一端固定连接有气体释放件12，且气体释放件12位于矩形腔17的上方，气体释放件12包括竖板1201，竖板1201的侧壁开设有多个通气孔1202，且每个通气孔1202的上端内壁均转动连接有磁性挡气膜1203，磁性挡气膜1203与第二永磁铁11的磁性相同，在自由状态下，磁性挡气膜1203受重力作用下落将通气孔1202封住，当第二永磁铁11上移后磁性挡气膜1203受到排斥力而向上转动，从而使通气孔1202打开，通气管5靠近气体释放件12的内壁转动连接有鼓气件13，且鼓气件13位于第二永磁铁11的上方，可根据发泡的快慢自行调节排气的速率，以获得具有均匀、精细泡孔的产品，请参阅图7，鼓气件13包括转盘1301，转盘1301的侧壁固定连接有多个扇叶1302，扇叶1302的形状为弧形，且磁铁块1303位于扇叶1302的凸面位置，是为了靠近第二永磁铁11，且每个扇叶1302的一侧侧壁均镶嵌有磁铁块1303，磁铁块1303与第二永磁铁11的磁性相同，由于磁铁块1303靠近第二永磁铁11，因此每当第二永磁铁11上移时都会对磁铁块1303产生排斥力，从而让鼓气件13转动起来，鼓气件13的转动进一步将气体排出。
本装置的柱塞式模具在工作时：发泡的进行将柱塞往上推时，同时发泡产生的气体由毛细通气管4进入到通气管5中，辅柱塞2向上移动，同时带动辊轮7转动，第一永磁体8反复排斥竖杆10下端的第二永磁铁11，进而使竖杆10上下往复移动，竖杆10进一步使上端的第二永磁铁11上下往复运动，由于磁性挡气膜1203与第二永磁铁11的磁性相反，因此磁性挡气膜1203间歇性打开排气，同时由于磁铁块1303靠近第二永磁铁11，因此每当第二永磁铁11上移时都会对磁铁块1303产生排斥力，从而让鼓气件13转动起来，鼓气件13的转动进一步将气体排出。
它通过添加防老剂和抗氧剂来提高产品的性能，在制备的过程中可根据发泡的快慢自行调节排气的速率，以获得具有均匀、精细泡孔的产品，在发泡的过程中利用辅柱塞在主柱塞中移动使辊轮转动，进而使得竖杆上下往复运动，利用同性磁铁相互排斥的原理使得磁性挡气膜间歇性打开，防止空气逆流进模具中，同时由于磁铁块安装于扇叶一侧面，因此第二永磁铁的上下往复移动使得鼓气件在排斥力的作用转动起来，进一步提高排气效果，同时也是为了进一步防止气体逆流，以让发泡过程中产生的气体顺利排出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：由包括以下其重量份的组分制成：聚丙烯PP树脂60-80份，发泡剂5-10份，防老剂3-5份，稀释剂1-3份，成核剂1-5份，抗氧剂2-4份；
包括以下步骤：
S1，把聚丙烯PP树脂、发泡剂、防老剂、成核剂、抗氧剂与稀释剂混合，并搅拌混合物至成浆状，干燥后得到均匀的分散物；
S2，把分散物放进两辊塑炼机中使其与弹性体混合；
S3，将S2中的混合物制成片，然后把片材放入压机的模框内，预热3-5分钟然后加热加压使片材预成型；
S4，先向柱塞式模具充入惰性气体，以排出柱塞式模具内的空气，然后将预成型片材放入柱塞式模具内，并立即把柱塞式模具放入压机内；
S5，合模施加压力，加热至发泡剂分解时，混合物在柱塞式模具内发泡并将柱塞往上推，使得发泡剂的分解反应以及过氧化物的交联反应完全，最后冷却成制品。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述S4步骤中的柱塞式模具先进行预热，且预热温度为180-200℃。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述发泡剂采用化学发泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述S4中的柱塞式模具包括主柱塞（1）和辅柱塞（2），所述主柱塞（1）套在辅柱塞（2）的外部，所述辅柱塞（2）的底部固定连接有底板（3），且底板（3）上开设有多个相互连通的毛细通气管（4），所述辅柱塞（2）的内部开设有通气管（5），且毛细通气管（4）与通气管（5）连通，所述通气管（5）的一端安装有充气阀（6），所述辅柱塞（2）远离充气阀（6）的下端侧壁转动连接有辊轮（7），且辊轮（7）与主柱塞（1）的内壁相贴，所述辊轮（7）的外侧壁镶嵌有第一永磁体（8），所述辅柱塞（2）的内部开设有竖直腔（9），且竖直腔（9）位于辅柱塞（2）的上方，所述竖直腔（9）的上端连通有矩形腔（17），所述竖直腔（9）中放置有竖杆（10），且竖杆（10）的上下两端均固定连接有第二永磁铁（11），所述第一永磁体（8）与第二永磁铁（11）的磁性相同，所述通气管（5）远离充气阀（6）的一端固定连接有气体释放件（12），且气体释放件（12）位于矩形腔（17）的上方，所述通气管（5）靠近气体释放件（12）的内壁转动连接有鼓气件（13），且鼓气件（13）位于第二永磁铁（11）的上方。
5.根据权利要求1所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述气体释放件（12）包括竖板（1201），所述竖板（1201）的侧壁开设有多个通气孔（1202），且每个通气孔（1202）的上端内壁均转动连接有磁性挡气膜（1203），所述磁性挡气膜（1203）与第二永磁铁（11）的磁性相同。
6.根据权利要求1所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述鼓气件（13）包括转盘（1301），所述转盘（1301）的侧壁固定连接有多个扇叶（1302），且每个扇叶（1302）的一侧侧壁均镶嵌有磁铁块（1303），所述磁铁块（1303）与第二永磁铁（11）的磁性相同。
7.根据权利要求6所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述扇叶（1302）的形状为弧形，且磁铁块（1303）位于扇叶（1302）的凸面位置。
8.根据权利要求1所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述竖直腔（9）靠近辊轮（7）的位置连通有限位滑腔（14），所述竖直腔（9）的侧壁套设有横板（15），且横板（15）与限位滑腔（14）的内壁滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，其特征在于：所述竖直腔（9）的上下两端均套设有滑套（16），且滑套（16）与竖直腔（9）的内壁滑动连接。
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Citations (4)
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| GB484798A (en) * | 1936-11-07 | 1938-05-09 | Josef Anton Talalay | Improvements in and relating to the manufacture of sponge rubber |
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2020
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