[发明专利]一种聚丙烯发泡珠粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种聚丙烯发泡珠粒的制备方法。

背景技术

聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯等软质与硬质泡沫塑料是主要的传统聚合物发泡塑料。近年来，聚丙烯发泡材料以其独特而优越的性能成为目前增长最快的环保抗压缓冲隔热材料。与传统的发泡材料相比，非交联聚丙烯发泡材料具有优良的力学性能和环保性能。具体地，其具有优良的耐热性，使用温度可达130℃；高温下制品尺寸稳定，维卡软化点可达160℃；良好的力学性能，弯曲模量高，耐冲击性能佳；环境友好性出色，燃烧时无毒气放出，易于回收，可重复利用；并具有优良的耐化学腐蚀性。聚丙烯发泡珠粒以聚丙烯为基础树脂，以无机或者有机物质为发泡剂，采用物理发泡技术制成发泡珠粒。

反应釜间歇法制备聚丙烯发泡珠粒成为近年来制备聚丙烯发泡材料的热点。泡孔直径小于10mm且泡孔密度大于10⁹cells/cm³的微孔发泡珠粒具有比传统发泡材料更优的力学性能[Doroudiani,S.,Park,C.B.and Kortschot,M.T.(1998).Processing and Characterization of Microcellular Foamed High Density Polyethylene/Isotactic Polypropylene Blends,Polym.Eng.Sci.,38(7):1205–1215.]。为了提高发泡珠粒的力学性能，提高泡孔密度与均一度是一种有效途径。此外，由于聚丙烯特殊的半结晶的性质导致其发泡窗口较窄，不利于工业化大规模生产。熔体强度以及应变硬化的提高有利于改善上述问题，并得到力学性能良好的微孔发泡材料。通过调整分子量分布或引入支链结构可以改善树脂基体的熔体强度；其具体方法主要有：共混改性法、反应挤出法、射线辐照法和聚合改性等方法。其中聚合改性法被业界认为是最经济、产品性能最稳定的工业化生产方法。该方法利用多个串联的反应器制备宽分子量分布聚丙烯，而实现最终聚合物的高熔体强度。其通常是在不同聚合阶段选择性的加入氢调敏感性不同的外给电子体，通过调节不同反应器内的氢气浓度，来调控分子量的大小，从而实现既包含高分子量级分又包含低分子量级分的聚丙烯制备，其中，高分子量级分保证了最终聚合物的熔体强度，而拓宽的分子量分布保证了其应变硬化的发生并拓宽了发泡窗口。

本发明以宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯为基体树脂，添加二氧化碳或氮气等物理发泡剂，制备一种微孔聚丙烯发泡珠粒，具有工艺简便，泡孔合并少，高孔密度，闭孔率高，密度可控的特点。

发明内容

本发明提供一种聚丙烯发泡珠粒的制备方法，所述发泡珠粒采用均聚聚丙烯为基体树脂，采用物理发泡剂发泡制得；其中，所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得到：在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，其中，在包括第一外给电子体组分的齐格勒-纳塔催化剂存在下进行第一阶段丙烯均聚合反应，所得聚合物的MFR控制为0.01～0.4g/10min；在第一阶段反应生成物的基础上、在氢气和第二外给电子体组分存在下继续进行第二阶段丙烯均聚合反应；合并两段所得聚合物得到所述均聚聚丙烯，其MFR控制为0.2～15g/10min；且其中所述第一外给电子体为硅烷类化合物，第二外给电子体为二醚类化合物。

在上述制备方法中，优选地，所述硅烷类化合物为四个连接在硅原子上的有机基团任选自烃基和烷氧基的化合物。更加优选地，所述硅烷类化合物为选自四甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲基异丁基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和二环戊基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

本发明中，优选地，所述二醚类化合物为1,3-二醚类化合物，其结构通式为：