[发明专利]聚丙烯类树脂组合物及其用于制备高倍率发泡板材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯类树脂组合物，尤其是涉及一种使用加装有发泡剂闭气系统、计量装置、静态混合器和发泡口模的特定挤出机，在较宽的工艺条件下就可以制备发泡倍率高、开孔率低、泡孔微小的发泡板材的聚丙烯类树脂组合物及其发泡板材的制造方法。

背景技术

与目前通常使用的聚苯乙烯和聚乙烯发泡材料相比，发泡聚丙烯具有显著的优点，例如力学性能更加优异，具有更高的耐温性和保温隔热性，弹性回复更好，另外它还是一种在自然界中可以降解的绿色环保材料等，诸多优点决定了聚丙烯泡沫材料可以应用于更广泛的领域，例如作为高级电子电器的缓冲包装材料、热水管道等的热绝缘材料、建筑领域的保温节能材料，以及汽车领域的缓冲吸能材料等。但是，由于聚丙烯的熔体强度低，应变硬化行为弱，以及聚丙烯的熔点和软化点温度非常接近，一旦温度超过其熔点后粘度大幅度下降，从而导致通用聚丙烯不能进行发泡。提高聚丙烯的可发泡性，或者说提高其熔体强度有很多种方法，例如提高分子量、加宽分子量分布或者引入支链等都是有效的途径。专利CN 101250249B通过在聚丙烯中添加有机过氧化物和多官能团单体的方法在聚丙烯分子链上引入支化结构；专利CN101148490A中，将包含聚丙烯、带有双键的单体、过氧化物以及秋兰姆类单体的原料通过反应挤出获得高熔体强度聚丙烯；专利US 5047446通过电子辐射的方法使聚丙烯部分产生交联，从而提高聚丙烯的熔体强度；专利CN101418064A中，将聚丙烯、引发剂、苯乙烯单体、多官能单体和硬脂酸钙混合后在熔融状态下挤出，即可获得含有长支链的高熔体强度聚丙烯；专利CN 1556119A采用分段聚合的方法，在液相本体聚合段聚合生成超高分子量的共聚丙烯，在液相聚合段通入链转移剂聚合生成低分子量的共聚丙烯，这种聚丙烯树脂含有一定量的超高分子量的聚丙烯，因此熔体强度比较高；专利CN 101092500A将聚丙烯、有机过氧化物引发剂、多官能团单体、支化促进剂、有机粘土预先混合均匀，然后喂入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，制备基本不含凝胶的高熔体强度聚丙烯材料。

然而，由于提高聚丙烯熔体强度的方法多种多样，制备的高熔体强度聚丙烯的发泡性能差异巨大，并不是所有的产品都能进行发泡。因为聚丙烯是否具有可发性是由多种因素决定的，例如分子量的大小、分子量分布的宽窄、支化度的高低、支化链的长短以及支化密度的高低等。举例来说，如果制备的高熔体强度聚丙烯带有较长的支化链结构，那么发泡体的泡孔结构会比较细小；而如果带有较多的短支链结构，发泡体的泡孔则会比较大；但如果通过某种方法制备的聚丙烯带有较少的短支链则不能进行发泡，或者只能进行很低倍率的发泡，且泡孔容易塌陷，并产生较多的并孔。因此，面临着众多方法制造的高熔体强度聚丙烯，如果聚丙烯发泡原料选择不当，即使能够通过发泡装置或者发泡工艺的调整得到较高倍率的聚丙烯发泡体，也会面临着发泡生产过于依赖挤出发泡装置的局限。要得到理想泡孔结构的发泡材料，需要结构非常复杂精密的挤出发泡装置，而且对于挤出发泡工艺也有着严格的要求，一旦工艺条件稍微偏离设定值挤出发泡就会失败，使得发泡体泡孔过大、泡孔大小不均匀、破孔率较高以及发泡不稳定等一系列问题，而不像聚乙烯或者聚苯乙烯那样用一般的挤出机，较宽的工艺条件就可以进行挤出发泡。目前，为了解决上述问题，国内外聚丙烯发泡生产厂家往往注重于进行聚丙烯挤出发泡装置的研制，在挤出发泡装置上花费了大量的时间和精力，制备的聚丙烯发泡装置部件越来越精密，结构越来越复杂，结果成功的不多见，因此国内几乎没有能工业化生产的挤出发泡装置，而国外也只有为数不多的大公司拥有相关技术。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以获得发泡倍率最高达80倍、泡孔均匀稳定、开孔含量低于20％、泡孔直径可以达到100微米以下发泡板材的聚丙烯类树脂组合物及其用于制备高倍率发泡板材的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种聚丙烯类树脂组合物，其特征在于，该聚丙烯类树脂组合物在180℃下熔体拉伸流变特性为：在1s^-1的拉伸速率下，熔体拉伸应变临界断裂值超过1.5，且拉伸应力(σ_E)与拉伸形变(ξ)的关系满足dlnσ_E/dξ＞0.5。

所述的聚丙烯类树脂组合物包括以下组分和含量：

(1)100质量份的聚丙烯类树脂；

(2)以100质量份的聚丙烯类树脂为基准，0～30％质量份的气泡成核剂；

(3)以100质量份的聚丙烯类树脂为基准，0～5％质量份的结晶促进剂；