CN116656051A - 一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116656051A CN116656051A CN202310634983.3A CN202310634983A CN116656051A CN 116656051 A CN116656051 A CN 116656051A CN 202310634983 A CN202310634983 A CN 202310634983A CN 116656051 A CN116656051 A CN 116656051A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene material
- foaming
- parts
- polypropylene
- agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- -1 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 136
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 title claims abstract description 130
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000005187 foaming Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title description 6
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims abstract description 27
- WXCZUWHSJWOTRV-UHFFFAOYSA-N but-1-ene;ethene Chemical compound C=C.CCC=C WXCZUWHSJWOTRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000004156 Azodicarbonamide Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N azodicarbonamide Chemical compound NC(=O)\N=N\C(N)=O XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019399 azodicarbonamide Nutrition 0.000 claims description 4
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ICGLPKIVTVWCFT-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzenesulfonohydrazide Chemical compound CC1=CC=C(S(=O)(=O)NN)C=C1 ICGLPKIVTVWCFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VRFNYSYURHAPFL-UHFFFAOYSA-N [(4-methylphenyl)sulfonylamino]urea Chemical compound CC1=CC=C(S(=O)(=O)NNC(N)=O)C=C1 VRFNYSYURHAPFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 abstract description 6
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005469 granulation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 abstract description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
- C08J9/102—Azo-compounds
- C08J9/103—Azodicarbonamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/009—Use of pretreated compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0095—Mixtures of at least two compounding ingredients belonging to different one-dot groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
- C08J9/104—Hydrazines; Hydrazides; Semicarbazides; Semicarbazones; Hydrazones; Derivatives thereof
- C08J9/105—Hydrazines; Hydrazides; Semicarbazides; Semicarbazones; Hydrazones; Derivatives thereof containing sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08J2323/14—Copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2423/08—Copolymers of ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2453/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
- C08J2453/02—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers of vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
本申请涉及高分子材料及成型加工领域，具体公开了一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法，其中，发泡聚丙烯材料由以下重量份的原料：聚丙烯70‑90份、苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物6‑10份、乙烯‑丁烯无规共聚物6‑10份、发泡剂1‑3份、成核剂1‑3份，经过熔融、挤出造粒、模压发泡成型得到。本申请提供的发泡聚丙烯材料具有较高的发泡倍率和闭孔率，同时具有良好的拉伸、弯曲强度和抗冲击强度。
Description
技术领域
本申请涉及高分子材料及成型加工领域，尤其是涉及一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
保险杠是安装于汽车的前后部用于吸收和减缓外界冲击力的安全装置。保险杠通常由外板、吸能块和横梁三部分组成，发泡聚丙烯因为具有重量轻、缓冲性能好、可塑性好以及可回收利用等特点，目前广泛应用于保险杠吸能块的制造。
熔体强度是影响聚合物可发泡性的重要物性参数，是指聚合物在熔融状态下支持自身质量的能力。普通聚丙烯的熔体强度通常较小，使得熔融聚丙烯难以很好地包裹住气泡，容易造成发泡过程中气体逃逸的现象，从而导致泡孔塌陷、气泡合并，影响发泡聚丙烯的性能。
为了制备性能优良的发泡聚丙烯制品，通常需要对聚丙烯进行改性，例如接枝、化学交联、共混改性等，从而提高其熔体强度；然而，一般情况下，聚合物的熔体强度越高，熔指越低，即聚合物在熔融时的流动性降低，这不仅会给挤出造粒带来难度，也不利于熔融聚丙烯与其他原料混匀，从而影响发泡聚丙烯的性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本申请的第一个目的在于提供一种发泡聚丙烯材料，该材料具有强度高、发泡性能好的优点。
本申请的第二个目的在于提供一种发泡聚丙烯材料的制备方法，该制备方法步骤简单，易于实现。
本申请的第三个目的在于提供一种保险杠吸能块，具有良好的拉伸、弯曲强度和抗冲击强度，同时由于具有较高的发泡倍率和闭孔率，使得保险杠吸能块的密度较小，重量较轻。
为实现上述第一个目的，本申请提供了如下技术方案：
一种发泡聚丙烯材料，所述发泡聚丙烯材料由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯70-90份、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物6-10份、乙烯-丁烯无规共聚物6-10份、发泡剂1-3份、成核剂1-3份。
通过采用上述技术方案，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物相互配合，对聚丙烯复合材料的发泡性能进行改善，提高复合材料的熔体强度，使其在发泡过程中不容易发生泡孔塌陷，在保证良好发泡性能的同时也能保证发泡聚丙烯较高的强度，使之适用于保险杠吸能块的制造。
进一步地，所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠、对甲苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，在发泡成型的工序中，当温度高于发泡剂的分解温度时，发泡剂分解产生气体，从而在熔融聚丙烯中形成气泡。
进一步地，所述成核剂选自滑石粉、碳酸钙、高岭土、氧化钙、二氧化硅中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，一方面，在挤出造粒的过程中，成核剂可促进熔融聚丙烯结晶；另一方面，在模压发泡成型的过程中，成核剂可促进熔融聚丙烯中产生气核，从而有助于熔融聚丙烯均匀发泡。
进一步地，制备所述发泡聚丙烯材料的原料还包括2-4重量份玻化微珠。
通过采用上述技术方案，玻化微珠有助于提高发泡聚丙烯的强度，同时，在聚丙烯发泡的过程中，玻化微珠也起到了成核剂的作用，促进熔融聚丙烯中气核的产生，从而有助于改善发泡聚丙烯的发泡性能。
进一步地，所述玻化微珠的粒径为0.1-0.5mm。
通过采用上述技术方案，如果玻化微珠粒径过大，则不能与熔融聚丙烯很好地相容，不利于改善发泡聚丙烯的性能；如果玻化微珠的粒径过小，则在提高发泡聚丙烯的强度方面效果不明显。
进一步地，所述玻化微珠为改性玻化微珠，所述改性玻化微珠由所述玻化微珠和偶联剂按重量比(2-4)：(0.3-0.5)制备得到。
进一步地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，偶联剂对玻化微珠的表面进行改性，使玻化微珠表面疏水性增强，从而改善玻化微珠与熔融聚丙烯之间的相容性。
为实现上述第二个目的，本申请提供了如下技术方案：
一种发泡聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1.将所述聚丙烯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丁烯无规共聚物、发泡剂、成核剂和其他原料混合，经过熔融、挤出造粒，得到复合聚丙烯材料；
S2.对所述步骤S1得到的复合聚丙烯材料进行模压发泡成型。
进一步地，所述步骤S1中，挤出造粒工序的温度为160-180℃，所述步骤S2中，模压发泡成型的条件为：温度180-210℃，压力0.1-0.2MPa，压制成型时间10-15min。
进一步地，所述挤出机设置有四个加温区段，四个所述加温区段的温度各不相同。
优选的，所述挤出机各加温区段温度依次为：第一段160℃、第二段165℃、第三段170℃、第四段180℃、模口170℃。
通过采用上述技术方案，首先将聚丙烯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丁烯无规共聚物、发泡剂、成核剂和其他原料混合，经过挤出机熔融、挤出造粒，得到复合聚丙烯材料，在此过程中，熔融温度低于发泡剂的分解温度；随后，将复合聚丙烯材料经过模压发泡成型，在此过程中，熔融温度高于发泡剂的分解温度，发泡剂分解产生气体，实现聚丙烯的发泡。
为实现上述第三个目的，本申请提供了如下技术方案：
一种保险杠吸能块，由发泡聚丙烯材料制成。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.本申请提供一种发泡聚丙烯材料，通过添加苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物，提高聚丙烯的熔体强度，从而使聚丙烯的发泡性能得到改善，发泡聚丙烯的发泡倍率达到7以上，闭孔率达到92％以上；
2.本申请提供的发泡聚丙烯材料，通过加入改性的玻化微珠，使发泡聚丙烯的力学强度明显改善，拉伸强度达到23MPa以上，弯曲强度达到29MPa以上，缺口冲击强度达到40KJ/m2以上，可以适用于保险杠吸能块的制造；
3.本申请提供一种发泡聚丙烯材料的制备方法，步骤简单，易于实现，使用该方法制备的发泡聚丙烯材料具有较高的发泡倍率和闭孔率，同时具有良好的拉伸、弯曲强度和抗冲击强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，使用的方法如无特别说明，均为本领域公知的常规方法，使用的耗材和试剂如无特别说明，均为市场购得。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
主要试剂来源如下：
聚丙烯为共聚聚丙烯：购自广州石化，牌号J641；
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物：购自茂名石化，牌号F875；
苯乙烯-丁二烯无规共聚物：购自茂名众和，牌号SL-803G；
乙烯-丁烯嵌段共聚物：购自陶氏化学，牌号9107；
乙烯-丁烯无规共聚物：购自三井化学，牌号A4085S。
实施例1-5
实施例1-5分别提供一种发泡聚丙烯材料。
实施例1-5的不同之处在于，用于制备发泡聚丙烯材料的各原料中各组分的重量份不同，具体如表1所示。
发泡聚丙烯材料的制备方法具体如下：
1)将聚丙烯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丁烯无规共聚物、发泡剂和成核剂混合，在160℃下熔融，使用双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转速为200转/分钟，挤出机各区段温度依次为：第一段160℃、第二段165℃、第三段170℃、第四段180℃、模口170℃，得到复合聚丙烯材料；
其中，发泡剂为偶氮二甲酰胺，成核剂为滑石粉。
2)将步骤1)得到的复合聚丙烯材料在温度200℃、压力0.15MPa条件下模压发泡成型，压制成型时间12min。
表1实施例1-5提供的发泡聚丙烯材料的各原料重量份
实施例6
实施例6提供一种发泡聚丙烯材料，原料制备方法参照实施例2，实施例6与实施例2的不同之处在于，步骤1)中，挤出机各区段温度依次为：第一段170℃、第二段170℃、第三段170℃、第四段170℃、模口170℃。
实施例7
实施例7提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例2，实施例7与实施例2的不同之处在于，步骤1)中，聚丙烯的重量份为70重量份，发泡剂的重量份为3重量份，成核剂为3重量份，其中，发泡剂替换为甲苯磺酰氨基脲。
实施例8
实施例8提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例2，实施例8与实施例2的不同之处在于，步骤1)中，聚丙烯的重量份为90重量份，发泡剂的重量份为1重量份，成核剂为1重量份，其中，成核剂替换为碳酸钙。
实施例9
实施例9提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例2，实施例9与实施例2的不同之处在于，步骤1)中，还加入3重量份玻化微珠，玻化微珠的粒径为0.3mm。
实施例10
实施例10提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例9，实施例10与实施例9的不同之处在于，步骤1)中，玻化微珠的粒径为0.1mm。
实施例11
实施例11提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例9，实施例11与实施例9的不同之处在于，步骤1)中，玻化微珠的粒径为0.5mm。
实施例12
实施例12分别提供一种发泡聚丙烯材料，发泡聚丙烯材料的制备方法具体如下：
1)将0.4重量份硅烷偶联剂喷洒到3重量份玻化微珠上，玻化微珠的粒径为0.3mm，搅拌混匀，干燥后得到改性玻化微珠；
2)将80重量份聚丙烯、8重量份苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、8重量份乙烯-丁烯无规共聚物、2重量份发泡剂、2重量份成核剂和步骤2)得到的改性玻化微珠混合，在160℃下熔融，使用双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转速为200转/分钟，挤出机各区段温度依次为：第一段160℃、第二段165℃、第三段170℃、第四段180℃、模口170℃，得到复合聚丙烯材料；其中，发泡剂为偶氮二甲酰胺，成核剂为滑石粉。
3)将步骤2)得到的复合聚丙烯材料在温度200℃、压力0.15MPa条件下模压发泡成型，压制成型时间12min。
对比例1
对比例1提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例2，对比例1与实施例2的不同之处在于，步骤1)中，不含苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物。
对比例2
对比例2提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例2，对比例2与实施例2的不同之处在于，步骤1)中，将苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物替换为苯乙烯-丁二烯无规共聚物。
对比例3
对比例3提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例2，对比例3与实施例2的不同之处在于，步骤1)中，将乙烯-丁烯无规共聚物替换为乙烯-丁烯嵌段共聚物。
对比例4
对比例4提供一种发泡聚丙烯材料，原料和制备方法参照实施例9，对比例4与实施例9的不同之处在于，步骤1)中，将玻化微珠替换为玻璃纤维。
性能检测
针对本申请实施例1～12和对比例1～4提供的发泡聚丙烯材料，进行如下的性能检测：按照ISO 527-2-2012中的试验方法进行拉伸强度检测，按照ISO 178-2019中的试验方法进行弯曲强度检测，按照ISO 179-2-2020中的试验方法进行缺口冲击强度检测，按照GB 10799-2008中的试验方法进行闭孔率检测。
检测数据见表2。
表2实施例1～12和对比例1～4的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、发泡倍率、闭孔率检测结果数据表
以下结合表2提供的检测数据，对本申请进行详细说明。
实施例1-5考察了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物的添加量对发泡聚丙烯性能的影响，结果表明，只添加苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或乙烯-丁烯无规共聚物中的其中一种时，发泡聚丙烯的性能较差；同时添加苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物，发泡聚丙烯的性能较好，这说明，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物共同作用，使聚丙烯复合材料的熔体强度增加，在改善发泡聚丙烯发泡性能的同时也有助于提高其力学强度，实施例2相对较优。
以实施例2为对照，实施例6考察了挤出造粒工序的温度对发泡聚丙烯性能的影响，结果表明，当挤出造粒工序中的各区段设置温度梯度时，发泡聚丙烯的性能更好，这是因为先升温后降温的温度梯度有利于熔融的聚丙烯与其他原料相容。
以实施例2为对照，实施例7和8中发泡聚丙烯性能没有明显变化，表明当聚丙烯、发泡剂和成核剂的重量比在(70-90)：(1-3)：(1-3)范围内变化时，以及当发泡剂和成核剂的种类发生变化时，对发泡聚丙烯的性能没有明显影响，实施例2相对较优。
在实施例2的基础上，实施例9添加了玻化微珠，结果表明，玻化微珠不仅显著改善发泡聚丙烯的强度，表现为拉伸强度、弯曲响度和缺口冲击强度明显提高，而且能够改善聚丙烯的发泡性能，表现为发泡倍率和闭孔率提高，这是由于玻化微珠同时也起到了成核剂的作用，在发泡过程中促进气核的形成，同时，玻化微珠的刚性支撑作用有助于减少泡孔塌陷。
以实施例9为对照，实施例10-11考察了玻化微珠的粒径对发泡聚丙烯性能的影响，结果表明，玻化微珠的粒径对发泡聚丙烯的性能有一定的影响，实施例9相对较优。
以实施例9为对照，实施例12对玻化微珠进行了改性处理，结果表明，由于经过偶联剂改性的玻化微珠表面疏水性增强，使得玻化微珠与聚丙烯之间的相容性更好，从而有助于改善发泡聚丙烯的性能。
与实施例2相比，对比例1中发泡聚丙烯的性能明显变差，说明在不添加苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物的情况下，由于聚丙烯的熔体强度较低，发泡过程中熔融聚丙烯难以很好地包裹住气泡，表现为发泡倍率低、闭孔率低。加入苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物后，聚丙烯的发泡性能得到改善，发泡倍率和闭孔率明显提高，同时，发泡聚丙烯的强度也有提高。
实施例2、4、5和对比例1相比可知，单独加入苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或乙烯-丁烯无规共聚物中的其中一种对发泡聚丙烯的性能有改善作用，但是改善效果不明显；而同时加入苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物可以明显改善发泡聚丙烯的性能，说明苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物对于改善发泡聚丙烯的性能有协同作用。
与实施例2相比，对比例2和3中的发泡聚丙烯性能较差，说明将苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物替换为苯乙烯-丁二烯无规共聚物，或将乙烯-丁烯无规共聚物替换为乙烯-丁烯嵌段共聚物，均难以对发泡聚丙烯的性能实现明显的改善，只有苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和乙烯-丁烯无规共聚物二者配合才能明显改善发泡聚丙烯的性能。
与实施例9相比，对比例4中的发泡聚丙烯性能较差，说明与玻璃纤维相比，玻化微珠对发泡聚丙烯性能的改善效果更加明显，这是因为相比于呈束状的玻璃纤维，呈颗粒状的玻化微珠更容易均匀分散于熔融聚丙烯中，即玻化微珠与熔融聚丙烯的相容性更好，使得其对发泡聚丙烯的性能改善效果更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述发泡聚丙烯材料由以下重量份的原料制备得到：聚丙烯70-90份、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物6-10份、乙烯-丁烯无规共聚物6-10份、发泡剂1-3份、成核剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠、对甲苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述成核剂选自滑石粉、碳酸钙、高岭土、氧化钙、二氧化硅中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的发泡聚丙烯材料，其特征在于：制备所述发泡聚丙烯材料的原料还包括2-4重量份玻化微珠。
5.根据权利要求4所述的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述玻化微珠的粒径为0.1-0.5mm。
6.根据权利要求5所述的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述玻化微珠为改性玻化微珠，所述改性玻化微珠由所述玻化微珠和偶联剂按重量比（2-4）：（0.3-0.5）制备得到。
7.根据权利要求6所述的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种。
8.一种权利要求1-7任一项所述的发泡聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将所述聚丙烯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、乙烯-丁烯无规共聚物、发泡剂、成核剂和其他原料混合，经过熔融，通过挤出机挤出造粒，得到复合聚丙烯材料；
S2.对所述步骤S1得到的复合聚丙烯材料进行模压发泡成型；
所述步骤S1中，挤出造粒工序的温度为160-180℃，所述步骤S2中，模压发泡成型的条件为：温度180-210℃，压力0.1-0.2MPa，压制成型时间10-15min。
9.根据权利要求8所述的发泡聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述挤出机设置有四个加温区段，四个所述加温区段的温度各不相同。
10.一种保险杠吸能块，其特征在于：由权利要求1-7任一项所述的发泡聚丙烯材料制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310634983.3A CN116656051B (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310634983.3A CN116656051B (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116656051A true CN116656051A (zh) | 2023-08-29 |
| CN116656051B CN116656051B (zh) | 2024-02-23 |
Family
ID=87716658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310634983.3A Active CN116656051B (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116656051B (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000129027A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-09 | Jsp Corp | 型内形成用ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、型内成形体及び建築用断熱材 |
| JP2004083888A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-03-18 | Japan Polychem Corp | 自動車用プロピレン系樹脂組成物、その製造方法及びその成形体 |
| US20110268972A1 (en) * | 2008-12-30 | 2011-11-03 | Basf Se | Elastic particle foam based on polyolefin/styrene polymer mixtures |
| CN105295367A (zh) * | 2014-06-27 | 2016-02-03 | 上海凯赛生物技术研发中心有限公司 | 一种增韧聚酰胺树脂复合材料及其制备方法 |
| CN106280018A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高熔体强度抗冲聚丙烯发泡材料、制备及其应用 |
| CN107841036A (zh) * | 2016-09-19 | 2018-03-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其应用 |
| CN112175302A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-05 | 苏州市炽光新材料有限公司 | 抗菌型发泡聚丙烯保温箱及其制备方法 |
| CN112480585A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-12 | 浙江普利特新材料有限公司 | 一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用asa复合材料及其制备方法 |
| CN114015149A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-02-08 | 安踏（中国）有限公司 | 一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法 |
| CN114350066A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-15 | 浙江普利特新材料有限公司 | 一种云母填充的能隔热、抗静电的聚丙烯基复合材料及其制备方法 |
| CN114539671A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-05-27 | 上海金发科技发展有限公司 | 一种高熔体强度聚丙烯复合材料及其制备方法与应用 |
-
2023
- 2023-05-31 CN CN202310634983.3A patent/CN116656051B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000129027A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-09 | Jsp Corp | 型内形成用ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、型内成形体及び建築用断熱材 |
| JP2004083888A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-03-18 | Japan Polychem Corp | 自動車用プロピレン系樹脂組成物、その製造方法及びその成形体 |
| US20110268972A1 (en) * | 2008-12-30 | 2011-11-03 | Basf Se | Elastic particle foam based on polyolefin/styrene polymer mixtures |
| CN105295367A (zh) * | 2014-06-27 | 2016-02-03 | 上海凯赛生物技术研发中心有限公司 | 一种增韧聚酰胺树脂复合材料及其制备方法 |
| CN106280018A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高熔体强度抗冲聚丙烯发泡材料、制备及其应用 |
| CN107841036A (zh) * | 2016-09-19 | 2018-03-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯组合物和聚丙烯材料及其应用 |
| CN112175302A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-05 | 苏州市炽光新材料有限公司 | 抗菌型发泡聚丙烯保温箱及其制备方法 |
| CN112480585A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-12 | 浙江普利特新材料有限公司 | 一种轻量化、耐磨、免喷涂降噪汽车用asa复合材料及其制备方法 |
| CN114015149A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-02-08 | 安踏（中国）有限公司 | 一种海岛立体结构的多功能发泡鞋底材料及其制备方法 |
| CN114350066A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-15 | 浙江普利特新材料有限公司 | 一种云母填充的能隔热、抗静电的聚丙烯基复合材料及其制备方法 |
| CN114539671A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-05-27 | 上海金发科技发展有限公司 | 一种高熔体强度聚丙烯复合材料及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| BU, HONGRU ET AL: "《Study on toughening of poly(4-methyl-1-pentene) with various thermoplastic elastomers》", 《JOURNAL OF THERMOPLASTIC COMPOSITE MATERIALS》, vol. 28, no. 9, pages 1334 - 1342 * |
| 刘涛, 张薇, 张师军: "《发泡珠粒聚丙烯材料的发展》", 《合成树脂及塑料》, vol. 21, no. 04, pages 67 - 69 * |
| 张玮: "茂名改性共聚聚丙烯汽车专用树脂", 塑料工业, vol. 33, no. 1, 31 May 2005 (2005-05-31), pages 258 - 260 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116656051B (zh) | 2024-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4940736A (en) | Production of low density polypropylene foam | |
| CN107057182B (zh) | 具备吸附功能的发泡聚丙烯材料制备方法 | |
| CN107286475B (zh) | 一种聚丙烯发泡材料及其制备方法 | |
| CN110655702A (zh) | 聚乙烯发泡材料的制备方法及由其制备的聚乙烯发泡材料 | |
| CN110283438B (zh) | 一种吹塑成型可降解薄膜的基础树脂及吹塑成型可降解薄膜 | |
| CN108530752B (zh) | 一种微发泡连续长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN112300490A (zh) | 一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| MXPA01009162A (es) | Composiciones que produce espuma que usa polietileno de alta densidad. | |
| CN116589788A (zh) | 一种热膨胀微球发泡聚丙烯材料的韧性改善方法及其制备方法与应用 | |
| NZ524052A (en) | Extruded vinyl aromatic foam with 1,1,1,2-tetrafluoroethane (134A) and alcohol as blowing agent and method of preparation thereof | |
| CN101203552A (zh) | 隔热建材用发泡板及其制造方法 | |
| CN116656051B (zh) | 一种保险杠吸能块用发泡聚丙烯材料及其制备方法 | |
| US6627668B2 (en) | Process for preparing polyolefin pre-expanded particles | |
| NZ520495A (en) | Extruded foam product with reduced surface defects | |
| CN109265825B (zh) | 一种聚丙烯或聚丙烯复合物发泡制品及其制备方法 | |
| CN104479165B (zh) | 一种制备聚丙烯低温固相发泡珠粒的方法 | |
| US20070100008A1 (en) | Process for preparing open-cell microcellular polystyrene foam and open-cell microcellular polystyrene foam prepared therefrom | |
| JPH1024476A (ja) | 熱可塑性樹脂発泡体およびその製造方法 | |
| JP3526660B2 (ja) | 型内成型用発泡粒子及び型内発泡成型体 | |
| KR101928926B1 (ko) | 내충격성이 우수한 폴리올레핀계 엘라스토머 발포입자 | |
| CN110791022A (zh) | 一种微发泡注塑用高熔体强度聚丙烯及其制备方法 | |
| CN111019240A (zh) | 一种注塑发泡用聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| JP2002069222A (ja) | 発泡体、およびその製造方法 | |
| JP2002037909A (ja) | ポリエステル系樹脂発泡シート及びその製造方法 | |
| JPH07330935A (ja) | 結晶性ポリオレフィン発泡体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |