[发明专利]丙烯丁烯共聚物发泡珠粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种丙烯丁烯高熔体强度聚丙烯发泡珠粒及其制备方法。

背景技术

聚丙烯树脂具有良好的加工性、耐热性、再生性、环境友好性，机械强度性等优异的性质，因此应用领域不断扩大。同样，通过反应釜浸渍气体法使聚丙烯树脂微颗粒发泡为发泡粒子（EPP），然后进行模内成型而成的聚丙烯树脂发泡粒子成型体，可以保持上述聚丙烯树脂的优异性质，此外还能赋予其轻量性、缓冲性、隔热性等特性，与聚苯乙烯系列树脂发泡粒子成型体相比，聚丙烯发泡粒子经模塑成型而获得的聚丙烯发泡成型体还具有耐化学品性、高韧性、高耐热性和良好的压缩回弹性等优异性能，因此广泛用于包装材料、建筑材料或车辆用冲击吸收材料等。但是，聚丙烯发泡粒子模内成型时，为了让发泡粒子相互熔黏，必须使用具有更高饱和蒸汽压的水蒸气加热使模具内具有更高的压力；因此，必需使用高耐压的金属模具和高冲压的专用成型机，这将导致能源成本上升。如果使用熔点较低的无规共聚聚丙烯作为发泡粒子原料可以有效减低发泡粒子的成型温度，从而降低成本，达到工业化利用的目的。

目前应用最广的无规共聚是丙烯同少量乙烯的共聚物，可有效地提高聚丙烯的韧性和降低熔点。但是乙烯丙烯无规共聚聚丙烯中低分子量部分往往乙烯含量过高，从而增加了产品中低分子无规物的含量，导致产品的正己烷提取物始终较高，限制了其应用范围，尤其是在食品卫生包装领域。1-丁烯和丙烯都是α烯烃，用1-丁烯代替乙烯与丙烯共聚，能降低聚丙烯的结晶度，更重要的是能有效减少聚合物中低分子无规物的量，从而可以避免产品中正己烷提取物过多的问题。这样得到的聚丙烯发泡珠粒，可以用于食品卫生级轻量化制品的生产。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种丙烯丁烯共聚高熔体强度聚丙烯发泡珠粒及制备方法。得到了符合环保要求的可降解、泡孔均匀、闭孔率高、物理耐热性高、密度可控、生产成本低、符合食品卫生要求且适合规模化生产的聚丙烯发泡珠粒。

在本发明中，所述“高熔体强度”是指聚丙烯的熔体强度在0.8牛顿以上，其熔体强度甚至可达到或超过2.2牛顿。

本发明中使用的高熔体强度聚丙烯不仅分子量分布较宽，而且其最大的特点是极高分子量级分（分子量大于500万）含量较高，同时优选较低分子量级分（分子量小于5万）的含量也大于一定量，这样使所得丙烯聚合物的熔体强度有了明显地提高，而且还保证了聚合物的加工性能。

本发明提供一种聚丙烯发泡珠粒，所述发泡珠粒采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征：其熔融指数MFR为0.2~10g/10min，分子量分布M_w/M_n为6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于0.8wt%，M_z+1/M_n大于或等于70，且其中丁烯含量为0.1~15wt%。

所述发泡剂可以是一种有机类物理发泡剂或一种无机类物理发泡剂。该有机物理发泡剂包括脂肪族烃类例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷和庚烷，脂环族烃类例如环丁烷和环己烷，以及卤代烃类例如氯氟甲烷、三氟甲烷、1,2-二氟乙烷，1,2,2,2-四氟乙烷、甲基氯、乙基氯和二氯甲烷。无机物理发泡剂的实例包括空气、氮气、二氧化碳、氧气和水。其中，作为发泡剂的水可以是用于使该聚丙烯树脂微粒分散于该分散介质中的水。这些有机和无机发泡剂可以单独使用，也可以两种或更多种混合使用。由于PP发泡珠粒表观密度的稳定性（均一性）、低成本和环境友好问题，本发明优选二氧化碳和氮气作为发泡剂。

在本发明中，优选所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征：其熔融指数MFR为1.6~6g/10min，分子量分布M_w/M_n=6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于1.0wt%，M_z+1/M_n大于或等于80，丁烯含量为0.5~10wt%，分子量小于5万级分的含量为17.5~30wt%，且聚合物的分散指数为9.0~16.0。