[发明专利]一种聚丙烯微孔发泡厚板的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子发泡材料制备技术领域，具体涉及一种聚丙烯微孔发泡厚板的生产方法。

背景技术

聚合物微孔发泡材料是特指泡孔尺寸小于100μm，孔密度大于1.0×10⁶个/cm³的聚合物多孔发泡材料。由于其具有的轻质高强、节约材料等特点，微孔发泡材料具有广泛的应用前景。在众多的聚合物微孔发泡材料中，聚丙烯(PP)微孔发泡材料具有良好的机械性能，较高的热变形温度，耐化学品性，表面保护性能，并易于回收循环使用。通过使用超临界二氧化碳或超临界氮气发泡得到的聚丙烯微孔发泡材料，清洁无污染。特别地，制品厚度较大的聚丙烯微孔发泡板材，如厚度大于10mm是三明治夹芯复合材料的理想芯材，可应用于保温车、冷藏车的隔热板，汽车、客车和轨道交通车辆的顶棚、地板等，并可应用于船舶、建筑等的隔热保温。

常见的连续挤出发泡法很难制得聚丙烯微孔发泡厚板。受原料树脂、气体在熔体中的分散水平、模头处的降压速率、发泡体芯部的热量移除等因素的限制，连续挤出发泡只适合生产厚度相对较小，一般小于5mm的微孔发泡片材。 

固态发泡法是制备聚合物微孔发泡材料的常用方法。固态发泡过程是指发泡温度低于聚合物的流动温度，聚合物仍然处于固态的条件下，使高压气体溶解扩散进入聚合物基体，然后通过快速泄压诱导泡孔成核和生长的发泡过程。一般而言，在固态发泡过程中，无定型聚合物的发泡温度高于其玻璃化转变温度，半结晶聚合物的发泡温度低于其熔点。

固态发泡过程有如下特点：(1) 不同与挤出、注塑等熔融发泡过程，其对树脂原料的可发泡性能要求较低。为了得到闭孔结构的发泡材料，熔融发泡通常需要材料具有较高的熔体强度，以避免泡孔生长时发生泡孔破裂现象。对于固态发泡过程而言，由于聚合物自身处于固态，聚合物自身的强度足够满足泡孔生长过程引起的对聚合物的拉伸作用，维持泡孔的闭孔结构。因此，通用的聚合物就可以发泡，而不需要使用专门改性得到的高熔体强度发泡原料。(2) 在固态发泡过程中，气体通过自扩散进入聚合物基体，达到分子水平的分散，有利于泡孔的均匀成核，从而易于形成泡孔尺寸小，孔密度高的微孔发泡材料。(3) 高压气氛下聚合物内部温度的均一性和易实现的快速泄压都有利于得到孔径较小，孔密度较高，泡孔尺寸均一的微孔发泡材料。

在固态发泡过程中，高压气体通过自扩散作用渗透进入聚合物基体，达到扩散平衡的饱和时间取决于发泡温度、气体压力、聚合物树脂种类及其厚度。对于大多数聚合物而言，通常气体在其中的扩散速率较慢，达到溶解平衡所需的饱和时间较长。特别是随着制品厚度的增加，饱和时间将大大延长。因此，固态发泡法常应用于制备厚度较小的片材，而制备厚度较大的微孔发泡板材则耗时较长，效率较低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种聚丙烯微孔发泡厚板的生产方法，该方法可以生产泡孔尺寸小，孔密度高，厚度较大的微孔发泡板材。

为解决上述现有技术存在的问题，本发明采取的技术方案为：一种聚丙烯微孔发泡厚板的生产方法，采用平板发泡设备对聚丙烯母板进行发泡，其特征在于：所述的聚丙烯母板带有芯部结构。

所述的带有芯部结构的聚丙烯母板，是中间带有一排或一排以上孔道的聚丙烯挤塑板。

所述的聚丙烯挤塑板厚度为5～50mm，优选的，聚丙烯挤塑板厚度为10～30mm。

所述的孔道的截面形状可以是边数为3-8边的多边形、圆形或椭圆形。

所述的孔道的高度为0.1～10mm，优选的，孔道的高度为0.5～5mm。

所述的孔道的宽度为0.1～50mm，优选的，孔道的宽度为0.5～5mm。

所述的孔道之间的距离为0.1～20mm，优选的，相邻孔道之间距离为1～3mm。

所述带有芯部结构的聚丙烯母板采用平板发泡设备进行发泡的方法，为使用专用的超临界平板发泡设备进行发泡。

所述的超临界平板发泡设备包括：提供合模压力的液压系统，提供热量的温控系统，提供超临界流体的高压气体输送系统，平板发泡模具，快速泄压系统和气体回收系统。

具体的发泡过程包括如下步骤：

(1) 提供热量的温控系统将平板发泡模具升温至发泡温度；

(2)将带有芯部结构的聚丙烯母板放入平板发泡模具内，液压系统驱动平板发泡模具合模，液压系统加压至15～20MPa，高压气体输送系统向平板发泡模具内导入高温高压气体，使气体压力达到5～25MPa，优选的，10～15MPa；