[发明专利]一种聚丙烯发泡珠粒成型体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，具体涉及一种聚丙烯发泡珠粒成型体及其制备方法。

背景技术

聚丙烯系列树脂具有良好的耐热性、机械强度、加工性、回收性等的性质，故其应用领域日益广泛。将聚丙烯系树脂发泡粒子进行模内成型而获得的聚丙烯发泡成型体保持了聚丙烯树脂的优异性质，此外还拥有缓冲性、绝热性、轻量性等的特性，因而正广泛用于包装材料、建筑材料或车辆用冲击吸收材料等中。

通过将聚丙烯系树脂发泡粒子模内成型制备得到的聚丙烯系树脂发泡粒子成型体，与用于类似用途的聚苯乙烯系树脂发泡粒子成型体相比，其耐热性、耐化学药品性、韧性、压缩变形恢复性等方面更加优异。但是，在模内成型中，为了使聚丙烯系树脂发泡粒子进行二次发泡的同时相互熔合，与聚苯乙烯系树脂发泡粒子的模内成型相比，需要更高的饱和蒸气压的水蒸气进行加热。因此，在模内成型工艺中需要高耐压规格的金属模具和高压专用的成型机，故生产成本也变大。

为了解决该问题，中国专利CN101679664A中介绍了一种聚丙烯系树脂发泡粒子和其成型体，该发明使用低熔点和高熔点聚丙烯共混的方式得到通过示差扫描量热法（DSC）测试时具有两个熔融峰的共混树脂，其中得到的混合树脂中的低熔点聚丙烯系树脂成分的熔点比混合过程所使用的该低熔点聚丙烯系树脂的熔点低5℃左右，故此混合树脂得到的发泡粒子可以降低模内成型时的加热温度。但是该方法需要增加一步共混，从而增加了工艺复杂度及不确定性，同时还增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚丙烯发泡珠粒成型体及其制备方法。通过以宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯为原料，制备聚丙烯发泡珠粒，进一步通过混配不同发泡倍率的发泡珠粒得到混合珠粒，利用模塑热成型得到了表面平整度好，粘结紧密的成型体。

在本发明中，术语“发泡倍率”是指聚丙烯基体树脂与聚丙烯发泡珠粒的密度比；“宽发泡倍率”是指不同发泡倍率之间相差大于1，例如1~40倍，优选为5~25倍，等同于宽粒径分布。本发明中的密度均指材料的表观密度。术语“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。

本发明提供了一种聚丙烯发泡珠粒成型体，所述成型体以至少两种不同发泡倍率的聚丙烯发泡珠粒为原料，经过模塑成型而制得；其中所述聚丙烯发泡珠粒采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，经发泡剂发泡制得。

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。由于聚丙烯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，优选发泡倍率为3~45，还优选为10~25。不同发泡倍率的聚丙烯发泡珠粒的发泡倍率之间例如相差3~40，优选5~40。

在一个优选实施例中，本发明的成型体以按比例的三种不同发泡倍率的聚丙烯发泡珠粒为原料，经过模塑成型而制得。

优选的是，上述聚丙烯发泡珠粒的表观密度为0.02-0.35g/cm³，不同发泡倍率的聚丙烯发泡珠粒之间的表观密度至少相差0.005g/cm³。

优选本发明所使用的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，且其中乙烯含量为0.1~20wt%。

进一步优选的是，本发明所使用的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，乙烯含量为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。