CN115594920A - 一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，属于高分子组合物领域，所述制备方法包括制备高熔体强度聚丙烯共混组合物、制备无规则共聚物包覆发泡剂、制备混合成核剂、制备发泡材料。本发明制备的聚丙烯发泡材料的发泡性能优异，发泡倍率高，发泡倍率为34.5‑34.8，孔泡尺寸大，平均孔泡尺寸为26.5‑27.6μm，孔泡密度高，孔泡密度为6.34‑6.61*107个/cm3，发泡形成的孔泡均匀，孔泡均匀度为±2.65～±3.27μm。

Description

一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，属于高分子组合物领域。
背景技术
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，目前，我国PP树脂已成为产量最大的树脂品种。
由于聚丙烯相对于其他聚合物，制备的发泡材料具有更高的弯曲模量、热变形温度、耐冲击性能，所以其荷载能力、高温性能优于其他材料，在许多工业领域的应用，尤其是在汽车工业和食品包装业的应用极具竞争力，前景十分广阔，所以聚丙烯发泡材料的研究开发也成了近年来的热点，许多国家正在大力发展并作为替代发泡聚苯乙烯的绿色包装材料。
由于普通聚丙烯的熔体强度较低，在聚丙烯基础发泡的增长阶段，形成气泡壁的聚丙烯熔体受到双向拉伸，熔体会经历强烈的拉伸形变，受到拉伸变薄的气泡壁在内压作用下变得更薄，气泡容易发生塌陷，从而导致气泡的尺寸均匀性，发泡倍率小，目前主要的解决方法为与其他聚合物共混，其中HMS-PP（高熔体强度聚丙烯）具有较高的熔体强度，同时与聚丙烯有良好的相容性，与聚丙烯共混后，在发泡过程中可以解决气泡塌陷的问题，从而使孔泡尺寸更加均匀，发泡倍率提高。
但是在生产中发现，为了提高发泡倍率，添加少量高熔体强度聚丙烯后，得到的材料屈服强度会发生不变，甚至发生下降，研究表明可能是由于聚丙烯与高熔体强度聚丙烯的热变形温度不同造成，即使添加成核剂后也无法改善，屈服强度仍然较低。
CN104945737A公开了一种高性能微发泡专用的玻纤增强聚丙烯复合材料，由高刚性均聚丙烯与高熔体强度聚丙烯HMS-PP复配而成，添加高熔体强度聚丙烯解决了孔泡塌陷的问题，制得的发泡材料孔泡均匀、结构完整、分布合理，提高了发泡倍率，但是发泡材料的屈服强度低。
综上所述，现有的聚丙烯发泡材料，采用聚丙烯与高熔体强度聚丙烯共混，来保证发泡倍率，但是会导致发泡材料的屈服强度变低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过制备高熔体强度聚丙烯共混组合物，制备无规则共聚物包覆发泡剂，制备混合成核剂，并进一步制备聚丙烯发泡材料，实现提高发泡倍率同时，可以提高发泡材料的屈服强度。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，所述制备方法包括制备高熔体强度聚丙烯共混组合物、制备无规则共聚物包覆发泡剂、制备混合成核剂、制备发泡材料。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述制备高熔体强度聚丙烯共混组合物的方法为，将高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒送入混合机混合均匀得到混合颗粒，将混合颗粒送入共混机，控制温度为215-225℃，进行熔融共混，共混时间为80-90min，共混后经挤出机挤出，得到高熔体强度聚丙烯共混组合物；
所述高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒的质量比为8-12:2.5-3.5:1.8-2.2；
所述高熔体强度聚丙烯的熔体强度为37-39cN，熔体质量流动速率为1.91-1.94g/10min，密度为0.90-0.92g/cm3；
所述聚全氟乙丙烯的密度为2.10-2.13g/cm3；
所述聚四氟乙烯的密度为2.11-2.20 g/cm3。
所述制备无规则共聚物包覆发泡剂的方法为，将两亲性无规则共聚物MMA-co-MAA与N，N-二甲基甲酰胺混合搅拌，使MMA-co-MAA完全溶解，然后加入细度为800-1500目的偶氮二甲酰胺，控制搅拌速度为40-60r/min，进行搅拌，搅拌时间为400-450min，搅拌后喷雾干燥，粉碎至450-550目得到无规则共聚物包覆发泡剂；
所述MMA-co-MAA、N，N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺的质量比为4.5-5.5:10-14:6-8；
所述MMA-co-MAA中甲基丙烯酸甲酯单体:甲基丙烯酸单体的摩尔比为25-35:70。
所述制备混合成核剂的步骤包括滑石粉酸处理、制备金属盐处理滑石粉、混合研磨煅烧；
所述滑石粉酸处理的方法为，将片状滑石粉与盐酸溶液混合，加入氯化镁，控制搅拌温度为70-80℃，控制搅拌速度为35-45r/min，进行搅拌，搅拌时间为140-170min，搅拌后经抽滤、干燥得到酸处理滑石粉；
所述片状滑石粉、盐酸溶液、氯化镁的质量比为4.5-5.5:20-24:1.8-2.2；
所述盐酸溶液的质量浓度为35.7-36.6%；
所述片状滑石粉的粒径为300-500目，比表面积为0.71-0.75m2/g，二氧化硅含量为61.2-62.7wt%；
所述制备金属盐处理滑石粉的方法为，将三氯化铝与去离子水混合，搅拌使三氯化铝完全溶解，得到三氯化铝溶液，向三氯化铝溶液中加入酸处理滑石粉，控制超声频率为40-50kHz，进行超声，超声时间为20-30min，超声后加入尿素水溶液，加入后控制温度为70-85℃，控制搅拌速度为250-350r/min，进行搅拌，搅拌时间为230-280min，搅拌结束后抽滤至无液体滴落，得到湿态金属盐处理滑石粉；
所述三氯化铝与去离子水的质量比为2.5-3.5:10；
所述酸处理滑石粉、三氯化铝溶液、尿素水溶液的质量比为2.5-3.5:22-28:25-35；
所述尿素水溶液的浓度为2.3-2.6mol/L；
所述混合研磨煅烧的方法为，将湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末混合，研磨至300-500目，得到混合物，将混合物送入马弗炉，控制煅烧温度为400-450℃，进行煅烧，煅烧时间为300-350min，煅烧后过300-500目筛，得到混合成核剂；
所述湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末的质量比为4.5-5.5:2；
所述氮化硼粉末的粒径为150-300目。
所述制备发泡材料的步骤包括制备发泡基材、发泡；
所述制备发泡基材的方法为，将聚丙烯、高熔体强度聚丙烯共混组合物、无规则共聚物包覆发泡剂、混合成核剂、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸锌、季戊四醇三丙烯酸酯投入混合机，混合均匀得到混合料，控制挤出温度为190-200℃，将混合料经挤出机熔融挤出得到发泡基材；
所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚丙烯125-175份、高熔体强度聚丙烯共混组合物8-12份、无规则共聚物包覆发泡剂12-18份、混合成核剂1.8-2.2份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯1.8-2.2份、硬脂酸锌0.8-1.2份、季戊四醇三丙烯酸酯1.8-2.2份；
所述聚丙烯的密度为0.88-0.90 g/cm3；
所述发泡的方法为，将发泡基材送入发泡机，控制发泡压力为12.3-12.7MPa，控制发泡温度为208-213℃，进行发泡，发泡时间为9-11min，发泡后经冷却得到聚丙烯发泡材料。
与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：
本发明制备的聚丙烯发泡材料的发泡性能优异，发泡倍率高，发泡倍率为34.5-34.8，孔泡尺寸大，平均孔泡尺寸为26.5-27.6μm，孔泡密度高，孔泡密度为6.34-6.61*107个/cm3，发泡形成的孔泡均匀，孔泡均匀度为±2.65～±3.27μm；
本发明制备的聚丙烯发泡材料物理性能优异，拉伸强度高，拉伸强度为52.3-53.1MPa，断裂伸长率高，断裂伸长率为281.2-288.4%，尺寸变化率小，长度尺寸变化率为1.51-1.63%，宽度尺寸变化率为1.38-1.45%，厚度尺寸变化率为0.75-0.86%，压缩强度高，压缩强度为2.27-2.42 MPa，屈服强度高，屈服强度为17.08-17.59 MPa。
具体实施方式
实施例1
（1）制备高熔体强度聚丙烯共混组合物
将高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒送入混合机混合均匀得到混合颗粒，将混合颗粒送入共混机，控制温度为220℃，进行熔融共混，共混时间为85min，共混后经挤出机挤出，得到高熔体强度聚丙烯共混组合物；
所述高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒的质量比为10:3:2；
所述高熔体强度聚丙烯的熔体强度为38cN，熔体质量流动速率为1.93g/10min，密度为0.91g/cm3；
所述聚全氟乙丙烯的密度为2.12g/cm3；
所述聚四氟乙烯的密度为2.17 g/cm3。
（2）制备无规则共聚物包覆发泡剂
将两亲性无规则共聚物MMA-co-MAA与N，N-二甲基甲酰胺混合搅拌，使MMA-co-MAA完全溶解，然后加入细度为1000目的偶氮二甲酰胺，控制搅拌速度为50r/min，进行搅拌，搅拌时间为420min，搅拌后喷雾干燥，粉碎至500目得到无规则共聚物包覆发泡剂；
所述MMA-co-MAA、N，N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺的质量比为5:12:7；
所述MMA-co-MAA中甲基丙烯酸甲酯单体:甲基丙烯酸单体的摩尔比为30:70。
（3）制备混合成核剂
a、滑石粉酸处理
将片状滑石粉与盐酸溶液混合，加入氯化镁，控制搅拌温度为75℃，控制搅拌速度为40r/min，进行搅拌，搅拌时间为150min，搅拌后经抽滤、干燥得到酸处理滑石粉；
所述片状滑石粉、盐酸溶液、氯化镁的质量比为5:22:2；
所述盐酸溶液的质量浓度为36.5%；
所述片状滑石粉的粒径为325目，比表面积为0.73m2/g，二氧化硅含量为61.5wt%；
b、制备金属盐处理滑石粉
将三氯化铝与去离子水混合，搅拌使三氯化铝完全溶解，得到三氯化铝溶液，向三氯化铝溶液中加入酸处理滑石粉，控制超声频率为45kHz，进行超声，超声时间为25min，超声后加入尿素水溶液，加入后控制温度为80℃，控制搅拌速度为300r/min，进行搅拌，搅拌时间为250min，搅拌结束后抽滤至无液体滴落，得到湿态金属盐处理滑石粉；
所述三氯化铝与去离子水的质量比为3:10；
所述酸处理滑石粉、三氯化铝溶液、尿素水溶液的质量比为3:25:30；
所述尿素水溶液的浓度为2.5mol/L；
c、混合研磨煅烧
将湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末混合，研磨至300目，得到混合物，将混合物送入马弗炉，控制煅烧温度为420℃，进行煅烧，煅烧时间为320min，煅烧后过320目筛，得到混合成核剂；
所述湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末的质量比为5:2；
所述氮化硼粉末的粒径为200目。
（4）制备发泡材料
a、制备发泡基材
将聚丙烯、高熔体强度聚丙烯共混组合物、无规则共聚物包覆发泡剂、混合成核剂、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸锌、季戊四醇三丙烯酸酯投入混合机，混合均匀得到混合料，控制挤出温度为195℃，将混合料经挤出机熔融挤出得到发泡基材；
所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚丙烯150份、高熔体强度聚丙烯共混组合物10份、无规则共聚物包覆发泡剂15份、混合成核剂2份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2份、硬脂酸锌1份、季戊四醇三丙烯酸酯2份；
所述聚丙烯的密度为0.89 g/cm3；
b、发泡
将发泡基材送入发泡机，控制发泡压力为12.5MPa，控制发泡温度为210℃，进行发泡，发泡时间为10min，发泡后经冷却得到聚丙烯发泡材料。
实施例2
（1）制备高熔体强度聚丙烯共混组合物
将高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒送入混合机混合均匀得到混合颗粒，将混合颗粒送入共混机，控制温度为215℃，进行熔融共混，共混时间为90min，共混后经挤出机挤出，得到高熔体强度聚丙烯共混组合物；
所述高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒的质量比为8:2.5:1.8；
所述高熔体强度聚丙烯的熔体强度为37cN，熔体质量流动速率为1.91g/10min，密度为0.90g/cm3；
所述聚全氟乙丙烯的密度为2.10g/cm3；
所述聚四氟乙烯的密度为2.11 g/cm3。
（2）制备无规则共聚物包覆发泡剂
将两亲性无规则共聚物MMA-co-MAA与N，N-二甲基甲酰胺混合搅拌，使MMA-co-MAA完全溶解，然后加入细度为800目的偶氮二甲酰胺，控制搅拌速度为40r/min，进行搅拌，搅拌时间为450min，搅拌后喷雾干燥，粉碎至450目得到无规则共聚物包覆发泡剂；
所述MMA-co-MAA、N，N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺的质量比为4.5:10:6；
所述MMA-co-MAA中甲基丙烯酸甲酯单体:甲基丙烯酸单体的摩尔比为25:70。
（3）制备混合成核剂
a、滑石粉酸处理
将片状滑石粉与盐酸溶液混合，加入氯化镁，控制搅拌温度为70℃，控制搅拌速度为35r/min，进行搅拌，搅拌时间为170min，搅拌后经抽滤、干燥得到酸处理滑石粉；
所述片状滑石粉、盐酸溶液、氯化镁的质量比为4.5:20:1.8；
所述盐酸溶液的质量浓度为35.7%；
所述片状滑石粉的粒径为300目，比表面积为0.71m2/g，二氧化硅含量为62.7wt%；
b、制备金属盐处理滑石粉
将三氯化铝与去离子水混合，搅拌使三氯化铝完全溶解，得到三氯化铝溶液，向三氯化铝溶液中加入酸处理滑石粉，控制超声频率为40kHz，进行超声，超声时间为30min，超声后加入尿素水溶液，加入后控制温度为70℃，控制搅拌速度为250r/min，进行搅拌，搅拌时间为280min，搅拌结束后抽滤至无液体滴落，得到湿态金属盐处理滑石粉；
所述三氯化铝与去离子水的质量比为2.5:10；
所述酸处理滑石粉、三氯化铝溶液、尿素水溶液的质量比为2.5:22:25；
所述尿素水溶液的浓度为2.3mol/L；
c、混合研磨煅烧
将湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末混合，研磨至400目，得到混合物，将混合物送入马弗炉，控制煅烧温度为400℃，进行煅烧，煅烧时间为350min，煅烧后过300目筛，得到混合成核剂；
所述湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末的质量比为4.5:2；
所述氮化硼粉末的粒径为150目。
（4）制备发泡材料
a、制备发泡基材
将聚丙烯、高熔体强度聚丙烯共混组合物、无规则共聚物包覆发泡剂、混合成核剂、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸锌、季戊四醇三丙烯酸酯投入混合机，混合均匀得到混合料，控制挤出温度为190℃，将混合料经挤出机熔融挤出得到发泡基材；
所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚丙烯125份、高熔体强度聚丙烯共混组合物8份、无规则共聚物包覆发泡剂12份、混合成核剂1.8份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯1.8份、硬脂酸锌0.8份、季戊四醇三丙烯酸酯1.8份；
所述聚丙烯的密度为0.88 g/cm3；
b、发泡
将发泡基材送入发泡机，控制发泡压力为12.3MPa，控制发泡温度为208℃，进行发泡，发泡时间为11min，发泡后经冷却得到聚丙烯发泡材料。
实施例3
（1）制备高熔体强度聚丙烯共混组合物
将高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒送入混合机混合均匀得到混合颗粒，将混合颗粒送入共混机，控制温度为225℃，进行熔融共混，共混时间为80min，共混后经挤出机挤出，得到高熔体强度聚丙烯共混组合物；
所述高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒的质量比为12:3.5:2.2；
所述高熔体强度聚丙烯的熔体强度为39cN，熔体质量流动速率为1.94g/10min，密度为0.92g/cm3；
所述聚全氟乙丙烯的密度为2.13g/cm3；
所述聚四氟乙烯的密度为2.20 g/cm3。
（2）制备无规则共聚物包覆发泡剂
将两亲性无规则共聚物MMA-co-MAA与N，N-二甲基甲酰胺混合搅拌，使MMA-co-MAA完全溶解，然后加入细度为1500目的偶氮二甲酰胺，控制搅拌速度为60r/min，进行搅拌，搅拌时间为400min，搅拌后喷雾干燥，粉碎至550目得到无规则共聚物包覆发泡剂；
所述MMA-co-MAA、N，N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺的质量比为5.5:14:8；
所述MMA-co-MAA中甲基丙烯酸甲酯单体:甲基丙烯酸单体的摩尔比为35:70。
（3）制备混合成核剂
a、滑石粉酸处理
将片状滑石粉与盐酸溶液混合，加入氯化镁，控制搅拌温度为80℃，控制搅拌速度为45r/min，进行搅拌，搅拌时间为140min，搅拌后经抽滤、干燥得到酸处理滑石粉；
所述片状滑石粉、盐酸溶液、氯化镁的质量比为5.5:24:2.2；
所述盐酸溶液的质量浓度为36.6%；
所述片状滑石粉的粒径为500目，比表面积为0.75m2/g，二氧化硅含量为61.2wt%；
b、制备金属盐处理滑石粉
将三氯化铝与去离子水混合，搅拌使三氯化铝完全溶解，得到三氯化铝溶液，向三氯化铝溶液中加入酸处理滑石粉，控制超声频率为50kHz，进行超声，超声时间为20min，超声后加入尿素水溶液，加入后控制温度为85℃，控制搅拌速度为350r/min，进行搅拌，搅拌时间为230min，搅拌结束后抽滤至无液体滴落，得到湿态金属盐处理滑石粉；
所述三氯化铝与去离子水的质量比为3.5:10；
所述酸处理滑石粉、三氯化铝溶液、尿素水溶液的质量比为3.5:28:35；
所述尿素水溶液的浓度为2.6mol/L；
c、混合研磨煅烧
将湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末混合，研磨至500目，得到混合物，将混合物送入马弗炉，控制煅烧温度为450℃，进行煅烧，煅烧时间为300min，煅烧后过500目筛，得到混合成核剂；
所述湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末的质量比为5.5:2；
所述氮化硼粉末的粒径为300目。
（4）制备发泡材料
a、制备发泡基材
将聚丙烯、高熔体强度聚丙烯共混组合物、无规则共聚物包覆发泡剂、混合成核剂、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸锌、季戊四醇三丙烯酸酯投入混合机，混合均匀得到混合料，控制挤出温度为200℃，将混合料经挤出机熔融挤出得到发泡基材；
所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚丙烯175份、高熔体强度聚丙烯共混组合物12份、无规则共聚物包覆发泡剂18份、混合成核剂2.2份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2.2份、硬脂酸锌1.2份、季戊四醇三丙烯酸酯2.2份；
所述聚丙烯的密度为0.90 g/cm3；
b、发泡
将发泡基材送入发泡机，控制发泡压力为12.7MPa，控制发泡温度为213℃，进行发泡，发泡时间为9min，发泡后经冷却得到聚丙烯发泡材料。
对比例1
在实施例1的基础上，省去制备高熔体强度聚丙烯共混组合物步骤，制备发泡基材中使用高熔体强度聚丙烯代替高熔体强度聚丙烯共混组合物，制备混合料，其余步骤相同，制备发泡材料；
所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚丙烯150份、高熔体强度聚丙烯10份、无规则共聚物包覆发泡剂15份、混合成核剂2份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2份、硬脂酸锌1份、季戊四醇三丙烯酸酯2份；
所述聚丙烯的密度为0.89 g/cm3。
对比例2
在实施例1的基础上，省去制备无规则共聚物包覆发泡剂步骤，制备发泡基材中使用偶氮二甲酰胺代替无规则共聚物包覆发泡剂，制备混合料，其余步骤相同，制备发泡材料；
所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚丙烯150份、高熔体强度聚丙烯共混组合物10份、偶氮二甲酰胺15份、混合成核剂2份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯2份、硬脂酸锌1份、季戊四醇三丙烯酸酯2份；
所述聚丙烯的密度为0.89 g/cm3。
对比例3
在实施例1的基础上，制备混合成核剂步骤中，省去制备金属盐处理滑石粉步骤，混合研磨煅烧步骤中，用酸处理滑石粉代替湿态金属盐处理滑石粉，制备混合成核剂，其余步骤相同，制备发泡材料。
实施例4发泡材料发泡性能检测
使用实施例1-3、对比例1-3的制备方法制备发泡材料，制备的发泡材料在温度为23℃，相对湿度为50%的环境下存放72h后，测定其发泡倍率、孔泡尺寸、孔泡密度、孔泡均匀度，结果见表1。
Figure 499198DEST_PATH_IMAGE001
对比例1省去制备高熔体强度聚丙烯共混组合物步骤，制备发泡基材中使用高熔体强度聚丙烯代替高熔体强度聚丙烯共混组合物，制备的发泡材料发泡倍率仍然保持较高的水平，未发生明显下降，平均孔泡尺寸则稍低，孔泡的密度也发生一定程度的下降，孔泡均匀度较差；
对比例2省去制备无规则共聚物包覆发泡剂步骤，制备发泡基材中使用偶氮二甲酰胺代替无规则共聚物包覆发泡剂，发泡剂为常规发泡剂，制备的发泡材料发泡倍率发生一定程度下降，平均孔泡尺寸仍然保持较高的水平，未发生明显下降，孔泡的密度也未发生明显下降，孔泡均匀度稍差；
对比例3的制备混合成核剂步骤中，省去制备金属盐处理滑石粉步骤，混合研磨煅烧步骤中，用酸处理滑石粉代替湿态金属盐处理滑石粉，制备混合成核剂，成核作用较差，制备的发泡材料发泡倍率下降严重，平均孔泡尺寸低，孔泡的密度下降严重，孔泡均匀度极差。
实施例5发泡材料物理性能测试
使用实施例1-3、对比例1-3的制备方法制备发泡材料，制备的发泡材料在温度为23℃，相对湿度为50%的环境下存放72h后，按照GB/T 6344-2008标准中裁剪为厚度为10mm的试样，按照GB/T 6344-2008标准测定其拉伸强度和断裂伸长率；
使用实施例1-3、对比例1-3的制备方法制备发泡材料，制备的发泡材料在温度为23℃，相对湿度为50%的环境下存放72h后，按照GB/T 8811-2008标准中裁剪成规格为100mm*100mm*10mm的试样，按照GB/T 8811-2008标准测定其长度、宽度、厚度的尺寸变化率；
使用实施例1-3、对比例1-3的制备方法制备发泡材料，制备的发泡材料在温度为23℃，相对湿度为50%的环境下存放72h后，按照GB/T 8813-2008标准中裁剪成规格为100mm*100mm*50mm的试样，按照GB/T 8813-2008标准测定其压缩强度；
使用实施例1-3、对比例1-3的制备方法制备发泡材料，制备的发泡材料在温度为23℃，相对湿度为50%的环境下存放72h后，裁剪成规格为100mm*100mm*50mm的试样，按照GB/T1040.1-2018标准中的方法测定其拉伸屈服应力，即屈服强度，结果见表2。
Figure 524923DEST_PATH_IMAGE002

Claims (7)

1.一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制备高熔体强度聚丙烯共混组合物、制备无规则共聚物包覆发泡剂、制备混合成核剂、制备发泡材料；
所述制备高熔体强度聚丙烯共混组合物的方法为，将高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒混合均匀得到混合颗粒，将混合颗粒熔融共混，共混后挤出，得到高熔体强度聚丙烯共混组合物；
所述高熔体强度聚丙烯颗粒、聚全氟乙丙烯颗粒、聚四氟乙烯颗粒的质量比为8-12:2.5-3.5:1.8-2.2；
所述制备无规则共聚物包覆发泡剂的方法为，将两亲性无规则共聚物MMA-co-MAA与N，N-二甲基甲酰胺混合搅拌，使MMA-co-MAA完全溶解，然后加入偶氮二甲酰胺进行搅拌，搅拌后喷雾干燥，粉碎得到无规则共聚物包覆发泡剂；
所述MMA-co-MAA、N，N-二甲基甲酰胺、偶氮二甲酰胺的质量比为4.5-5.5:10-14:6-8；
所述制备混合成核剂的步骤包括滑石粉酸处理、制备金属盐处理滑石粉、混合研磨煅烧；
所述滑石粉酸处理的方法为，将片状滑石粉与盐酸溶液混合，加入氯化镁，进行搅拌，搅拌后经抽滤、干燥得到酸处理滑石粉；
所述片状滑石粉、盐酸溶液、氯化镁的质量比为4.5-5.5:20-24:1.8-2.2；
所述制备金属盐处理滑石粉的方法为，将三氯化铝与去离子水混合，搅拌使三氯化铝完全溶解，得到三氯化铝溶液，向三氯化铝溶液中加入酸处理滑石粉，进行超声，超声后加入尿素水溶液，加入后进行搅拌，搅拌结束后抽滤至无液体滴落，得到湿态金属盐处理滑石粉；
所述三氯化铝与去离子水的质量比为2.5-3.5:10；
所述酸处理滑石粉、三氯化铝溶液、尿素水溶液的质量比为2.5-3.5:22-28:25-35；
所述混合研磨煅烧的方法为，将湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末混合，研磨得到混合物，将混合物送入马弗炉进行煅烧，煅烧后过筛，得到混合成核剂；
所述湿态金属盐处理滑石粉与氮化硼粉末的质量比为4.5-5.5:2；
所述制备发泡材料的步骤包括制备发泡基材、发泡；
所述制备发泡基材的方法为，将聚丙烯、高熔体强度聚丙烯共混组合物、无规则共聚物包覆发泡剂、混合成核剂、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸锌、季戊四醇三丙烯酸酯混合均匀，得到混合料，再将混合料熔融挤出得到发泡基材；
所述混合料按质量份计，包括以下组分：聚丙烯125-175份、高熔体强度聚丙烯共混组合物8-12份、无规则共聚物包覆发泡剂12-18份、混合成核剂1.8-2.2份、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯1.8-2.2份、硬脂酸锌0.8-1.2份、季戊四醇三丙烯酸酯1.8-2.2份；
所述发泡的方法为，将发泡基材送入发泡机，控制发泡压力为12.3-12.7MPa，控制发泡温度为208-213℃，进行发泡，发泡时间为9-11min，发泡后经冷却得到聚丙烯发泡材料。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：
所述制备高熔体强度聚丙烯共混组合物步骤中，高熔体强度聚丙烯的熔体强度为37-39cN，高熔体强度聚丙烯的熔体质量流动速率为1.91-1.94g/10min，高熔体强度聚丙烯的密度为0.90-0.92g/cm3，聚全氟乙丙烯的密度为2.10-2.13g/cm3，聚四氟乙烯的密度为2.11-2.20 g/cm3；
所述熔融共混的方法为，控制温度为215-225℃，对混合颗粒进行熔融共混，共混时间为80-90min。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：
所述制备无规则共聚物包覆发泡剂步骤中，MMA-co-MAA中甲基丙烯酸甲酯单体:甲基丙烯酸单体的摩尔比为25-35:70；
所述偶氮二甲酰胺的细度为800-1500目；
所述搅拌的方法为，控制搅拌速度为40-60r/min，进行搅拌，搅拌时间为400-450min；
所述粉碎的方法为，粉碎至450-550目。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：
所述滑石粉酸处理步骤中，片状滑石粉的粒径为300-500目，比表面积为0.71-0.75m2/g，二氧化硅含量为61.2-62.7wt%；
所述搅拌的方法为，控制搅拌温度为70-80℃，控制搅拌速度为35-45r/min，进行搅拌，搅拌时间为140-170min；
所述盐酸溶液的质量浓度为35.7-36.6%。
5.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：
所述制备金属盐处理滑石粉步骤中，超声的方法为，控制超声频率为40-50kHz，进行超声，超声时间为20-30min；
所述搅拌的方法为，控制温度为70-85℃，控制搅拌速度为250-350r/min，进行搅拌，搅拌时间为230-280min；
所述尿素水溶液的浓度为2.3-2.6mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：
所述混合研磨煅烧步骤中，研磨的方法为研磨至300-500目；
所述煅烧的方法为，控制煅烧温度为400-450℃，进行煅烧，煅烧时间为300-350min；
所述过筛的方法为过300-500目筛；
所述氮化硼粉末的粒径为150-300目。
7.根据权利要求1所述的一种改性聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：
所述制备发泡基材步骤中，熔融挤出的方法为，控制挤出温度为190-200℃，进行挤出；
所述聚丙烯的密度为0.88-0.90 g/cm3。
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Pledgor: SHANDONG SHOUGUANG LUQING PETROCHEMICAL Co.,Ltd.

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