CN1861368A - 非交联聚丙烯发泡材料的生产方法 - Google Patents

非交联聚丙烯发泡材料的生产方法 Download PDF

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Abstract

一种非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，属于聚丙烯发泡材料制备领域。该方法是将流动速率不大于10g/10min的聚丙烯树脂组合物熔体与占聚丙烯组合物重量0.1～20％的超临界流体状态的惰性发泡剂在挤出机中充分混合后从挤出机口模挤出，挤出机口模前的熔体压力5～20MPa，口模温度为120～160℃，临近出口处的熔体温度Tmelt符合关系式
Figure 200610012173.0_AB_0
+20℃≥Tmelt≥
Figure 200610012173.0_AB_0
+5℃，其中

Description

非交联聚丙烯发泡材料的生产方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，特别涉及聚丙烯发泡材料制备领域。
背景技术
现有技术中聚丙烯发泡材料的生产方法主要包括三种：加压(模压)发泡法、常压发泡法和挤出发泡法。
挤出发泡法是指将含发泡剂的树脂熔融物，从机头模口挤出时由高压变为常压，溶于树脂熔融物内的气体膨胀而完成发泡，将挤出和发泡在挤出机中一次完成，具有工艺流程简单、生产效率高、产品形态可调范围宽、经济性佳等特点。
CN1222563C(2005年10月12日公告授权)公开了一种制备低熔点非交联聚丙烯树脂粒料型泡沫材料的方法，该方法以低熔点的无规共聚聚丙烯为原料，两台挤出机串联，并严格控制挤出机各段的设定温度以得到发泡聚丙烯颗粒料。
CN1244454A(2000年2月16日公开)公开了一种非交联聚丙烯树脂泡沫片的生产方法，该方法使用设置在挤出机与模头之间的并通过模头连接管连接的齿轮泵的挤出发泡装置，并控制齿轮泵的进口处压力在一定的范围内，该方法获得的非交联聚丙烯树脂泡沫片，使用公式“发泡倍率＝聚丙烯树脂的密度/发泡材料的表观密度”，测定的发泡倍率是2.9倍。
CN1474849(2004年2月11日公开)公开了一种制备聚丙烯珠粒和模塑制品的方法，该方法将可发泡聚丙烯树脂组合物微粒放入含有分散剂、发泡剂、表面活性剂的高压釜中，然后升温到发泡温度，并保持3分钟，然后打开高压釜释放压力到大气压，得到聚丙烯发泡珠粒，表观密度约10～500kg/m3，发泡倍率1.8～90倍。该专利方法为典型的间歇法工艺，工艺过程复杂。
US6251319(2001年6月26日公开)公开了一种采用环形口模挤出制备聚丙烯发泡片材的方法，其发泡剂为挥发性物理发泡剂，如丁烷、异戊烷等，得到聚丙烯发泡片材的表观密度约16～200kg/m3，发泡倍率约4.5～56倍。丁烷、戊烷等挥发性发泡剂，属于易燃易爆危险化学品，因此所用生产设备有较高的防爆要求。
以上公开的生产方法，或使用的材料环境污染严重(如US6251319的丁烷、异戊烷)、或成本高(如CN1474849)，或发泡倍率低(如CN1244454A)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、污染少、且发泡倍率较高的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法。
本发明是这样实现的，将聚丙烯树脂组合物的熔体与制成超临界流体状态的惰性发泡剂，在挤出机中充分混合后从挤出机口模挤出，挤出机口模处熔体压力5～20MPa，优选6～15MPa，最优为7～12MPa；口模温度为120～160℃，优选130～155℃，最优为140～150℃；所述的聚丙烯树脂组合物包含熔体流动速率(熔融指数)不大于10g/10min的至少一种等规聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯，改良剂和成核剂；惰性发泡剂是二氧化碳、氮气、空气或水，优选二氧化碳或氮气，最优为二氧化碳，注入量通常为聚丙烯树脂组合物重量的0.1～20％，通过控制挤出机的各段温度和螺杆转速使挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt符合关系式Tc-onset+20℃≥Tmelt≥Tc-onset+5℃，其中Tc-onset为按标准ISO11357-3，由差示扫描量热法(DSC)测定的聚丙烯树脂的起始结晶温度。
上述聚丙烯组合物还可以含有作改良剂用的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙丙橡胶、三元乙丙胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、聚丁烯中的一种或多种，用来改善聚丙烯树脂的性能，如韧性、保气性，用量通常为聚丙烯树脂组合物总重量的5～50％，优选5～30％。
上述聚丙烯组合物还可以含有作成核剂用的碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、氧化锌、氧化镁、碳黑、苯甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、苯璜酸钠、苯甲酸钠、二叉苄基山梨醇等，用量通常为聚丙烯组合物总重量的0.2～3％。
本发明所用的挤出机可以是单螺杆挤出机、两台串联形式的单螺杆挤出机、同向双螺杆挤出机、同向双螺杆挤出机串联单螺杆挤出机、异向双螺杆挤出机、锥形双螺杆挤出机、三螺杆挤出机中的一种。口模根据实际需要可以是扁平口模，圆孔口模或圆环形口模等多种形状。熔融的聚丙烯树脂组合物从扁平口模排出后膨胀，并通过可以调节辊间距的三辊压光机，得到所希望厚度的聚丙烯发泡片材或板材。熔融的聚丙烯组合物从圆孔口模排出后膨胀，同时切割制成粒料型泡沫材料。熔融的聚丙烯组合物从圆环形口模排出后膨胀，通过吹胀并内外冷却后，沿轴向剖切后收卷，得到所希望厚度的聚丙烯发泡片材。
为了对挤出机的工作进行更好地控制，现在市场上出售的挤出机都对其内部划分为段，并可对各段温度进行控制。
使用本发明的方法，得到的聚丙烯发泡材料的发泡倍率用公式(1)计算，达到5～100倍。
b＝ρ1/ρ2    (1)
其中，b为发泡倍率，ρ1为树脂基体的密度，ρ2为发泡材料的表观密度。
实现本发明的设备和工艺可有四种技术方案：(1)聚丙烯树脂组合物与超临界流体的混合、输送、熔体温度控制及口模处压力的建立在长径比大于40的一台单螺杆挤出机中进行；(2)聚丙烯树脂组合物与超临界流体的混合、输送、熔体温度控制及口模处压力的建立在两台串联的单螺杆挤出机中进行，第一挤出机的出口与第二挤出机机筒入口之间通过一分别与前两者相密封且连通的连通件相连接，第一台挤出机完成聚丙烯树脂组合物的固体输送、熔融和熔体/超临界流体的混合，并将含有气体的聚合物熔体通过连通件送入第二台挤出机中，通过第二台挤出机来降低含有气体的熔体温度及在口模处建立发泡需要的压力，每台挤出机根据需要从口模到机头可以有不同温度区，连通件与分别与第一台挤出机的出口和第二台挤出机的入口密封连接；(3)聚丙烯树脂组合物与超临界流体的混合、输送、熔体温度控制及口模处压力的建立在同向双螺杆挤出机、熔体泵、口模相串联的系统中进行，熔体泵与挤出机之间通过一分别与前两者相密封且将挤出机出口与熔体泵入口连通的连通件相连接，熔体泵与口模之间通过一分别与前两者相密封且将熔体泵出口与口模连通的连通件相连接，通过调节熔体泵的转速，使口模处压力保持在发泡所需要的压力；(4)聚丙烯树脂组合物与超临界流体的混合、输送、熔体温度控制及口模处压力的建立在同向双螺杆挤出机和单螺杆挤出机串联系统中进行，同向双螺杆挤出机的出口与单螺杆挤出机机筒入口之间通过一分别与前两者相密封且连通的连通件相连接，同向双螺杆挤出机完成聚丙烯树脂组合物的固体输送、熔融和熔体/超临界流体的混合，并将含有气体的聚合物熔体通过连通件送入串联的单螺杆挤出机中，通过单螺杆挤出机来降低含有气体的熔体温度及在口模处建立发泡需要的压力。
本发明所使用的方法为挤出法，一步完成发泡过程，工艺过程简单；在生产过程中使用二氧化碳、空气等作为发泡剂，材料成本低，环境污染小；通过对挤出机各段温度和螺杆转速进行控制，所得非交联聚丙烯发泡材料发泡倍率高。
附图说明
附图1，实施例3得到的非交联聚丙烯发泡珠粒的扫描电镜照片；
附图2，比较例1得到的非交联聚丙烯发泡珠粒的扫描电镜照片。
具体实施方式
为了更详细地说明本发明提供以下优选实施例和用于确定优选实施例的比较例，但本发明内容并不限于这些实施例。
超临界流体的制备工艺包括，将商业化储罐中待处理物质，如二氧化碳、空气、氮气或水经净化器净化后，进行增压，送入高压储罐中并保持一定的压力，该压力超过上述物质的临界压力值(对于二氧化碳为7.37Mpa，氮气为3.39Mpa，水为22.05MPa)。然后根据高压储罐内部的温度，对储罐内或流出储罐的上述物质进行加热或冷却，使上述物质的温度处于其临界温度值之上(对于二氧化碳为31.3℃，氮气为-147℃，水为374.2℃)，使其输出的流体为超临界流体。
实施例1：
第一步，将100份等规聚丙烯树脂(Borealis公司的DaployTMWB130，起始结晶温度Tc-onset＝130℃，标准ISO11357-3，由差示扫描量热法测定)和1份滑石粉(1000目)以及0.05份的液体石蜡放入高速搅拌机中充分混合得到聚丙烯树脂组合物，其熔体流动速率为2g/10min；
第二步，将所得聚丙烯树脂组合物经加料口加入螺杆直径32mm，长径比48的单螺杆挤出机中，通过安装在挤出机机筒上的发泡剂注入阀加入制成超临界流体状态(105℃，11MPa)的发泡剂二氧化碳，加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的5％，具体的各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和挤出机出口处的熔体压力如表1所示；
第三步，经直径2mm的圆孔口模，在出口处得到发泡聚丙烯材料，经热切后得到聚丙烯发泡珠粒。
按照GB 1033-86标准测试得到的聚丙烯发泡珠粒的表观密度。聚丙烯发泡珠粒的发泡倍率b，按公式b＝ρ1/ρ2计算得到，式中ρ1为聚丙烯树脂的密度，ρ2为聚丙烯发泡材料的表观密度。将发泡珠粒用锋利刀具切片，切断面朝上粘贴在样品台上，喷金后，进行扫描电子显微镜观测。表观密度及发泡倍率的测试结果如表1所示。
表1
实施例     1     2     3
比较例     1     2
第一温度区的温度(℃) 150 150 150 150 150
第二温度区的温度(℃)     180     180     180     180     180
第三温度区的温度(℃)     190     180     190     200     180
第四温度区的温度(℃)     180     170     180     190     165
第五温度区的温度(℃)     170     160     170     180     150
第六温度区的温度(℃)     165     150     165     170     145
螺杆转速(rpm)     35     42     48     40     40
熔体温度Tmelt(℃)     150     140     135     175     130
口模温度(℃)     160     150     140     170     110
口模处压力(MPa)     7     10     15     5     30
聚丙烯树脂发泡珠粒表观密度(g/cm3)    0.052     0.032     0.028     0.650   无法正常挤出
发泡倍率    17.31     28.12     32.14     1.38
实施例2：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例1，但步骤二中，超临界二氧化碳的加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的10％，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表1所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表1所示。
实施例3：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例1，但步骤二中，超临界二氧化碳的加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的15％，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度和口模处压力如表1所示，表观密度及发泡倍率如表1所示。
实施例4：
第一步，同实施例1；
第二步，将所得聚丙烯树脂组合物经加料口加入螺杆直径32mm，长径比48的单螺杆挤出机中，通过安装在挤出机机筒上的发泡剂注入阀加入制成超临界流体状态(105℃，11MPa)的发泡剂二氧化碳，加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的5％，该单螺杆挤出机出口与另一台螺杆直径48mm，长径比25的单螺杆挤出机机筒上的入口(不是加料口)间通过一分别与前两者相密封且连通的连通件相连接，混合均化的物料从第一台单螺杆挤出机出口排出到与第一挤出机串连的第二挤出机中，具体的各段温度、螺杆转速、挤出机出口处的熔体温度Tmelt和挤出机出口处的熔体压力如表2所示。
第三步，挤出聚丙烯组合物通过宽12mm，厚0.8mm的扁平口模和三辊压光机，得到厚度2～3mm的聚丙烯发泡片材，聚丙烯发泡片材的表观密度，发泡倍率如表2所示，表观密度按照GB 1033-86标准测试，发泡倍率按公式(1)计算，具体值见表2。
实施例5：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例4，但步骤二中超临界二氧化碳的加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的10％，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表2所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表2所示。
实施例6：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例4，但步骤二中，发泡剂为超临界状态(20℃，10MPa)氮气，加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的2.5％，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度和口模处压力如表2所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表2所示。
表2
            实施例     4     5     6     7
第一挤出机 第一温度区的温度(℃)     150     150     150     150
第二温度区的温度(℃)     180     180     180     180
第三温度区的温度(℃)     190     200     190     200
第四温度区的温度(℃)     200     200     200     200
第五温度区的温度(℃)     210     180     200     180
第六温度区的温度(℃)     180     170     180     170
螺杆转速(rpm) 48 48 48 48
第二挤出机 第一温度区的温度(℃)     170     160     165     160
第二温度区的温度(℃)     160     155     155     155
第三温度区的温度(℃)     150     145     150     145
第四温度区的温度(℃)     145     140     142     140
螺杆转速(rpm) 45 56 35 32
    熔体温度Tmelt(℃)     145     138     142     138
口模温度(℃)     155     135   140     120
口模处压力(MPa)     12     18   8     7
聚丙烯树脂发泡珠粒表观密度(g/cm3)     0.083     0.065   0.126     0.096
发泡倍率     10.8     13.84   7.14     9.37
实施例7：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例4，但步骤二中，发泡剂为超临界氮气(20℃，10MPa)，加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的5％，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表2所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表2所示。
实施例8：
第一步，同实施例1；
第二步，将所得聚丙烯树脂组合物经加料口加入螺杆直径25mm，长径比48的同向旋转双螺杆挤出机中，通过安装在挤出机机筒上的发泡剂注入阀加入聚丙烯组合物重量10％、制成超临界流体状态(105℃，11MPa)的发泡剂二氧化碳，混合均化的物料流经与串接在挤出机和口模之间的熔体泵，从口模挤出，具体的各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和机头处的熔体压力如表3所示，熔体泵与挤出机之间通过一分别与前两者相密封且将挤出机出口与熔体泵入口连通的连通件相连接，熔体泵与口模之间通过一分别与前两者相密封且将熔体泵出口与口模连通的连通件相连接。
第三步，挤出聚丙烯组合物通过直径2mm的圆孔口模，经热切后在出口处得到发泡聚丙烯材料，经热切后得到聚丙烯发泡珠粒。
按照GB 1033-86标准测试得到的聚丙烯发泡珠粒的表观密度。聚丙烯发泡珠粒的发泡倍率b，按公式b＝ρ1/ρ2计算得到，式中ρ1为聚丙烯树脂的密度，ρ2为聚丙烯发泡材料的表观密度。将发泡珠粒用锋利刀具切片，切断面朝上粘贴在样品台上，喷金后，进行扫描电子显微镜观测。表观密度及发泡倍率的测试结果如表3所示。
表3
实施例     8     9     10
比较例     4
第一温度区的温度(℃)     150     150     150     150
第二温度区的温度(℃)     180     180     180     180
第三温度区的温度(℃)     180     180     190     180
第四温度区的温度(℃)     165     160     180     160
第五温度区的温度(℃)     155     150     170     150
第六温度区的温度(℃)     145     140     165     140
螺杆转速(rpm)     260     250     235     240
熔体泵前连接处温度(℃)     150     145     140     145
熔体泵温度Tmelt(℃)     150     145     140     145
熔体泵后连接处温度(℃)     150     145     140     145
熔体温度Tmelt(℃)     145     132     135     132
口模温度(℃)     120     130     135     130
口模处压力(MPa)     20     18     6     4
聚丙烯树脂发泡珠粒表观密度(g/cm3)     0.030     0.032     0.065     0.780
发泡倍率     30     28.1     13.8     1.15
实施例9和实施例10：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例8，但步骤二中，发泡剂为超临界二氧化碳(105℃，11MPa)，加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的5％，挤出机各段温度和口模处压力如表2所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表3所示。
实施例11：
第一步，同实施例1；
第二步，将所得聚丙烯树脂组合物经加料口加入螺杆直径25mm，长径比40的同向旋转双螺杆挤出机中，通过安装在挤出机机筒上的发泡剂注入阀加入聚丙烯组合物重量10％、制成超临界流体状态(105℃，11MPa)的发泡剂二氧化碳，同向双螺杆挤出机的出口与单螺杆挤出机机筒入口之间通过一分别与前两者相密封且连通的连通件相连接，混合均化的物料通过连接器排出到与第一挤出机串连的螺杆直径45mm，长径比25的第二挤出机(单螺杆挤出机)中，具体的各段温度、、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和挤出机出口处的熔体压力如表4所示；
第三步，挤出聚丙烯组合物通过直径2mm的圆孔口模，经热切后在出口处得到发泡聚丙烯材料，经热切后得到聚丙烯发泡珠粒。
按照GB 1033-86标准测试得到的聚丙烯发泡珠粒的表观密度。聚丙烯发泡珠粒的发泡倍率b，按公式b＝ρ1/ρ2计算得到，式中ρ1为聚丙烯树脂的密度，ρ2为聚丙烯发泡材料的表观密度。将发泡珠粒用锋利刀具切片，切断面朝上粘贴在样品台上，喷金后，进行扫描电子显微镜观测。表观密度及发泡倍率的测试结果如表4所示。
表4
    实施例     11     12     13
同向双螺杆挤出机 第一温度区的温度(℃)     150     150     150
第二温度区的温度(℃)     180     180     180
第三温度区的温度(℃)     190     200     190
第四温度区的温度(℃)     200     200     200
第五温度区的温度(℃)     210     180     200
第六温度区的温度(℃)     180     170     180
螺杆转速(rpm)     269     269     269
第二挤出机 第一温度区的温度(℃)     170     160     165
第二温度区的温度(℃)     160     155     155
第三温度区的温度(℃)     150     145     150
第四温度区的温度(℃)     145     140     142
螺杆转速(rpm)     56     56     54
熔体温度Tmelt(℃)     145     138     142
口模温度(℃)     155     135     140
口模处压力(MPa)     12     18     12
聚丙烯树脂发泡珠粒表观密度(g/cm3)     0.083     0.060     0.075
发泡倍率     10.8     15     12
实施例12：
第一步，将100份共聚聚丙烯树脂(燕山石油化学公司公司的B205，起始结晶温度Tc-onset＝125℃，标准ISO11357-3，由差示扫描量热法(DSC)测定)和1份二叉苄基山梨醇以及0.05份的液体石蜡放入高速搅拌机中充分混合得到聚丙烯树脂组合物，聚丙烯树脂组合物的熔体流动速率为1.5g/10min；
第二步和第三步同实施例11的第二步和第三步。
按照GB 1033-86标准测试得到的聚丙烯发泡珠粒的表观密度。聚丙烯发泡珠粒的发泡倍率b，按公式b＝ρ1/ρ2计算得到，式中ρ1为聚丙烯树脂的密度，ρ2为聚丙烯发泡材料的表观密度。将发泡珠粒用锋利刀具切片，切断面朝上粘贴在样品台上，喷金后，进行扫描电子显微镜观测。表观密度及发泡倍率的测试结果如表4所示。
实施例13：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例12，但挤出机各段温度和口模处压力如表4所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表4所示。
实施例14：
第一步，将70份燕山石油化学公司的共聚聚丙烯B205和30份Borealis公司的等规聚丙烯DaployTMWB130，和0.5份二叉苄基山梨醇以及0.05份的液体石蜡放入高速搅拌机中充分混合得到聚丙烯树脂组合物；该聚丙烯树脂组合物的起始结晶温度Tc-onset＝133℃，标准ISO11357-3，由差示扫描量热法(DSC)测定，聚丙烯树脂组合物的熔体流动速率为1.5g/10min。
步骤二和步骤三同实施例1，挤出机各段温度和口模处压力如表5所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表5所示。
实施例15：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例14，但挤出机各段温度和口模处压力如表5所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表5所示。
实施例16：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例14，但挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表5所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表5所示。
表5
实施例     14     15     16
第一温度区的温度(℃)     150     150     150
第二温度区的温度(℃)     180     180     180
第三温度区的温度(℃)     190     180     190
第四温度区的温度(℃)     180     170     180
第五温度区的温度(℃)     170     160     170
第六温度区的温度(℃)     165     150     165
螺杆转速(rpm)     35     42     48
熔体温度Tmelt(℃)     150     143     138
口模温度(℃)     160     150     140
口模处压力(MPa)     7     10     15
聚丙烯树脂发泡珠粒表观密度(g/cm3)     0.075     0.048     0.028
发泡倍率     12     18.75     32.14
实施例17：
第一步，将80份Borealis公司的等规聚丙烯树脂DaployTMWB130，20份齐鲁石油化工公司的高密度聚乙烯HDPE6098，和0.5份苯甲酸钠放入高速搅拌机中充分混合得到聚丙烯树脂组合物；该聚丙烯树脂组合物的起始结晶温度Tc-onset＝135℃，标准ISO11357-3，由差示扫描量热法(DSC)测定，聚丙烯树脂组合物的熔体流动速率为1g/10min。
步骤二及步骤三同实施例1，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表6所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表6所示。
实施例18：
第一步，将70份北京燕山石油化学公司的共聚聚丙烯树脂B205，20份燕山石油化学公司的低密度聚乙烯1F7B，10份北京有机化工厂的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA18/3和0.5份苯甲酸钠放入高速搅拌机中充分混合得到聚丙烯树脂组合物；该聚丙烯树脂组合物的起始结晶温度Tc-onset＝128℃，标准ISO11357-3，由差示扫描量热法(DSC)测定，聚丙烯树脂组合物的熔体流动速率为1.5g/10min。
步骤二及步骤三同实施例1，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表6所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表6所示。
实施例19：
第一步，将70份Borealis公司的等规聚丙烯树脂DaployTMWB130，20份齐鲁石油化工公司的高密度聚乙烯HDPE6098，10份吉林化学工业公司的三元乙烯丙烯共聚物(EPDMJ3080)和0.5份苯甲酸钠放入高速搅拌机中充分混合得到聚丙烯树脂组合物；该聚丙烯树脂组合物的起始结晶温度Tc-onset＝135℃，标准ISO11357-3，由差示扫描量热法(DSC)测定，聚丙烯树脂组合物的流动速率为1.5g/10min。
第二步及第三步同实施例1，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表6所示，表观密度及发泡倍率的测试结果如表6所示。
表6
实施例     17     18     19
第一温度区的温度(℃)     150℃     150     150
第二温度区的温度(℃)     180℃     180     180
第三温度区的温度(℃)     190℃     180     190
第四温度区的温度(℃)     180℃     170     180
第五温度区的温度(℃)     170℃     160     170
第六温度区的温度(℃)     165℃     150     165
螺杆转速(rpm)     35     42     48
熔体温度Tmelt(℃)     150℃     143     138
口模温度(℃)     160℃     150     140
口模处压力(MPa)     7     10     15
聚丙烯树脂发泡珠粒表观密度(g/cm3)     0.086     0.036     0.028
发泡倍率     10.46     25     32.14
比较例1和比较例2：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例1，但步骤二中，超临界二氧化碳的加入量分别为聚丙烯树脂组合物总重量的5％和10％，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力如表1所示，表观密度及发泡倍率如表1所示。
比较例3：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例1，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt和口模处压力同实施例3，但步骤二中使用的发泡剂为没有超临界化的二氧化碳(20℃，5MPa)，得到聚丙烯发泡珠粒的表观密度为0.682g/cm3，发泡倍率为1.31。
实施例3和比较例1得到的聚丙烯发泡珠粒的扫描电镜照片见附图1和2。
比较例4：
实验原料配方和步骤一、二、三同实施例8，但步骤二中，发泡剂为超临界状态(105℃，11MPa)的二氧化碳，加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的5％，挤出机各段温度、螺杆转速、挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt及熔体温度同实施例9，但口模处压力4MPa，表观密度及发泡倍率如表3所示。
从上述实施例可以看出，所使用的发泡材料，都是低成本，无污染的，所得聚丙烯发泡材料的发泡倍率也较高。

Claims (10)

1.一种非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于，将聚丙烯树脂组合物的熔体与制成超临界流体状态的惰性发泡剂在挤出机中充分混合后从挤出机口模挤出，挤出机口模前的熔体压力5～20MPa，口模温度为120～160℃；所述的聚丙烯树脂组合物含有熔体流动速率不大于10g/10min的至少一种等规聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯；所述惰性发泡剂是二氧化碳、氮气、空气或水，惰性发泡剂的注入量为聚丙烯树脂组合物重量的0.1～20％，通过控制挤出机的各段温度和螺杆转速使挤出机临近出口处的熔体温度Tmelt符合关系式Tc-onset+20℃≥Tmelt≥Tc-onset+5℃，其中Tc-onset为聚丙烯树脂的起始结晶温度。
2.根据权利要求1所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：聚丙烯树脂组合物还含有作为改良剂的聚乙烯、乙烯—醋酸乙烯共聚物、乙丙橡胶、三元乙丙胶、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯(SBS)、聚丁烯中的一种或多种，它们的加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的5～50％。
3.根据权利要求1或2所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：聚丙烯树脂还含有作成核剂的碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、氧化锌、氧化镁、碳黑、苯甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、苯璜酸钠、苯甲酸钠、或二叉苄基山梨醇，所述成核剂的加入量为聚丙烯树脂组合物总重量的0.2～3％。
4.根据权利要求1或2或3所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：挤出机口模前的熔体压力为6～15MPa。
5.根据权利要求1～4中任一所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：挤出机口模温度为130～155℃。
6.根据权利要求1～5中任一所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：惰性发泡剂是处于超临界流体状态的氮气或二氧化碳。
7.根据权利要求1～6中任一所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：惰性发泡剂是处于超临界流体状态的二氧化碳。
8.根据权利要求1～7中任一所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：挤出机是一台螺杆长径比大于40的单螺杆挤出机或两台串联的单螺杆挤出机，第一挤出机的出口与第二挤出机机筒入口之间通过一分别与前两者相密封且连通的连通件相连接。
9.根据权利要求1～7中任一所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法的，其特征在于：挤出机是同向双螺杆挤出机，在挤出机出口与口模之间有一台用于调节挤出量和口模压力的熔体泵，该熔体泵与挤出机之间通过一分别与前两者相密封且将挤出机出口与熔体泵入口连通的连通件相连接，熔体泵与口模之间通过一分别与前两者相密封且将熔体泵出口与口模连通的连通件相连接。
10.根据权利要求1～7中任一所述的非交联聚丙烯发泡材料的生产方法，其特征在于：挤出机是一台同向双螺杆挤出机串联一台单螺杆挤出机，同向双螺杆挤出机的出口与单螺杆挤出机机筒入口之间通过一分别与前两者相密封且连通的连通件相连接。
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