[发明专利]挤出发泡聚丙烯珠粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子发泡材料生产技术领域，具体涉及一种具有较低热成型温度的挤出发泡聚丙烯珠粒及其制备方法。

背景技术

泡沫塑料具有质轻、隔热、隔音、缓冲、比强度高、价格低廉等优点，因此在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业及日用品等领域得到广泛应用。常用的泡沫塑料有发泡聚苯乙烯(PS)、发泡聚乙烯(PE)、发泡聚丙烯(PP)和发泡聚氨酯(PU)等。

与传统的发泡PS、发泡PE相比，发泡PP具有许多独特的优点：(1)优良的耐热性，发泡PS通常在80℃下使用，发泡PE仅能耐70-80℃，而发泡PP能耐120℃，可以在高温环境下长期使用；(2)优良的力学性能，PP的弯曲模量远大于PE，因此PP泡沫的静态载荷能力优于PE泡沫，而且PP泡沫的冲击性能优于PS泡沫；此外，发泡PP还具有显著的隔热性，优良的耐化学腐蚀性，良好的耐应力开裂性。基于上述优点，PP发泡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工业的应用极具竞争力，可以替代现有的PS泡沫和PE泡沫，应用前景非常广阔。

目前，制备聚丙烯泡沫塑料的方法主要有挤出法、模压法等。其中，挤出法可以连续地生产，但是一般只能用于片材、板材等产品的生产，难以制备形状复杂的产品。而模压法则是将发泡珠粒放入特定形状的模具中，然后利用蒸汽加热使发泡珠粒之间熔接起来形成制品。因此，模压法广泛地用来制备形状复杂的制品。在模压法中，发泡珠粒的制备显得尤为重要。发泡珠粒可以用挤出法或釜式法制备。在模压法制备发泡塑料制品的过程中，需要通入一定压力的蒸汽使发泡珠粒表面熔接在一起。蒸汽压力高，设备成本和能耗就会急剧上升。为了降低生产成本，有必要降低PP发泡珠粒的熔接温度(热成型温度)。

目前常用的降低发泡聚丙烯珠粒热成型温度的方法主要有以下两种：

1.以无规共聚PP、嵌段共聚PP或他们与线性PP的共混物作为发泡珠粒的基料，其中共聚单体可以为乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等。通过共聚可以降低PP熔点，从而达到降低PP发泡珠粒热成型温度的目的。以日本专利JP 59-91 502为例，其以乙丙无规共聚物为基料，其中乙烯重量含量为3.5wt％，此基料得到的发泡珠粒的成型蒸汽压力可以低至0.3MPa(温度134℃)。中国专利ZL02803474.0采用了熔点138～140℃的非交联聚丙烯无规共聚物作为原材料。利用添加共聚PP的方法虽然可以实现挤出法生产，但是由于共聚破坏了PP的分子结构，使得发泡制品的耐热温度降低、力学性能变差，也不适于制备高性能的聚丙烯发泡珠粒。

2.利用有机过氧化物处理发泡珠粒表面。日本JSP公司专利ZL01819174.6，ZL 02826640.4，ZL 200410061513.X，ZL 200410063190.8描述了一种利用釜式法生产聚丙烯发泡珠粒的方法：该方法中，先在基体树脂表面包覆一层分解温度在聚丙烯熔点和维卡软化点温度之间的有机过氧化物，并在某一温度下使其分解50％以上，使表面产生一定程度的交联，然后进行发泡。所得发泡珠粒的DSC曲线上呈现两个熔融峰(低温的熔融峰热焓值小于高温熔融峰热焓值的86％)。利用此方法得到的均聚PP发泡珠粒成型蒸汽压力可低至0.36MPa(温度140℃)。采用有机过氧化物处理发泡珠粒表面的方法，会在发泡制品中残留过氧化物及其分解产物，不能应用于与食品接触的有卫生要求的领域；而且过氧化物及其分解产物对制品的使用寿命有影响；另外生产工艺较为复杂，在挤出发泡过程中难以实现。

发明内容

本发明提供了一种挤出发泡聚丙烯珠粒。

本发明还提供了一种挤出发泡聚丙烯珠粒的制备方法，该方法可连续生产且对环境友好，适于工业化生产。

一种挤出发泡聚丙烯珠粒，包括100重量份的聚丙烯和0.02重量份-0.6重量份的β成核剂。

根据不同领域的需求，所述的挤出发泡聚丙烯珠粒进一步还包括0-0.6重量份的抗氧剂、0-2重量份的润滑剂、0-3重量份的发泡成核剂和0-2重量份的着色剂。

所述的聚丙烯选用高熔体强度聚丙烯，可选用市售产品。

所述的高熔体强度聚丙烯选用：利用Gottfert“Rheotens”熔体强度测试仪在190℃下测量，熔体强度值在5cN-50cN的聚丙烯。