[发明专利]一种物理发泡聚丙烯片材

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯片材，具体讲，涉及一种物理发泡的聚丙烯片材及其制法。

背景技术

泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，其中主要品种有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚烯烃泡沫塑料三大类。但聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，并且发泡材料无法回收利用。而聚苯乙烯(PS)发泡过程中通常会使用氟氯烃化合物或丁烷，对环境有不利影响，产品降解困难且容易形成“白色污染”，联合国环保组织已决定停止使用PS发泡产品。交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低，且最高使用温度为80℃。

EPP(Expanded Polypropylene)即发泡聚丙烯材料，它是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以其独特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。EPP制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高、很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性；同时，其质量轻，可大幅度减轻物品质量；另外，EPP还是一种环保材料，易于发生β降解，且PP泡沫便于回收利用，其环境友好性优于其他泡沫材料，因而被称为“绿色”泡沫。正是由于其表现出来的优异性能，使得EPP成为继聚苯乙烯(EPS)、聚氨酯(EPU)、聚乙烯(EPE)泡沫材料之后更具应用价值和市场潜力的新型泡沫材料。

相对于以上几种泡沫塑料，聚丙烯发泡材料有很多优点：

第一、EPP刚性优于PE，抗冲击性能优于PS，而且相比PS泡沫的难回收性，聚丙烯发泡材料是一种环境友好的材料。

第二、EPP有较高的热变形温度，可以在一些高温领域中应用。发泡聚丙烯通常能耐130℃的高温，比聚乙烯泡沫的最高使用温度80℃高得多，且具有良好的耐低温及耐溶剂特性。

第三、能量吸收，由于EPP发泡制品具有很好的吸收能量特性，具有优异的抗压吸能性能。广泛应用于汽车保险杠能量处理系统及其他防冲撞吸能部件。

第四、具有良好的表面保护性和隔音性能，EPP发泡制品是半硬质成形，具有适度的硬度、柔软性，不会擦伤、碰伤与其接触的物体，具有较好的表面保护性。

聚合物发泡材料可根据最终发泡制品的发泡倍率(发泡倍率＝聚合物树脂的密度/发泡材料的表观密度)划分为：低发泡倍率(小于4倍)，高发泡倍率(4～40倍)及超高发泡倍率(40倍以上)等，其中高发泡倍率的聚合物发泡材料具有最广泛的使用范围。

常规方法生产的EPP是一种线型半结晶性聚合物，分子链很少支化，分子量分布相对较窄，这导致它的软化点和熔点很接近。在温度达到熔点之前，它基本不流动，当温度超过熔点后，熔体强度急剧下降，这种熔体很难包住气体；此外，聚丙烯从熔融态转变为结晶态会放出大量的热量，由熔体转变为固体所需时间较长；加之聚丙烯透气率高，发泡气体易逃逸。故适于聚丙烯发泡的温度区间窄，发泡过程很难控制，极易造成发泡过程中泡壁破裂、气体逃逸、泡孔坍塌及气泡合并。因而要想得到高质量的聚丙烯发泡材料，提高其熔体强度是关键。熔体强度(melt strength，MS)是指聚合物熔体在断裂之前所能承受的最大应力。如果能较大地提高PP在熔融时的熔体强度，就可以解决PP的可发性，国内外一直致力于这方面的改性研究。目前国内外的研究中，一般采用下列3种方法来提高用于EPP的熔体强度：直接采用高熔体强度聚丙烯；对聚丙烯接枝、交联改性；对聚丙烯共混、填充改性。高熔体强度聚丙烯(HighMelt Strength PP，HMSPP)就是针对PP发泡过程中不足而开发的新型聚丙烯材料。其分子中含有长支链结构，具有较高的熔体强度，在熔融拉伸时存在应变硬化现象，加工温度范围较宽，可用于热成型、挤出发泡、涂覆、吹塑等。