[发明专利]一种玻璃纤维增强聚丙烯接枝物微孔发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种玻璃纤维增强聚丙烯接枝物微孔发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯（PP）具有耐热性、化学稳定性和环保性较好等特点，被广泛应用于各个领域。一些发达国家也正在大力发展PP发泡材料，发泡PP成为继聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯泡沫材料之后更具应用价值和市场潜力的新型泡沫材料。但由于PP为部分结晶的线形聚合物，其熔体强度和熔体拉伸性能都很低，发泡时泡孔壁容易破裂和合并，发泡后泡孔易塌陷，难以制备成泡孔均匀、细密、发泡倍率高的PP发泡材料。因此，提高PP熔体强度成为PP发泡成功的关键因素。

提高PP熔体强度的途径主要有：一是使PP部分交联，二是对PP进行共混改性。采用PP部分交联提高PP熔体强度时，若交联密度过大，则会降低熔体的流动性，这对注塑成型加工不利；同时，熔体强度过大会导致发泡困难，泡沫材料密度增大。对PP进行共混改性提高PP熔体强度，是通过添加高熔体强度聚合物、弹性体或低熔点共聚物，降低PP的熔点和刚性，从而获得良好的发泡性能，而且此方法简单、易操作，是于提高PP熔体强度的一种简单而有效的途径。

然而，聚丙烯分子的非极性限制了聚丙烯发泡材料的应用，本专利中采用PP极性接枝物或共聚物发泡，使得PP发泡材料不仅可以满足极性材料要求，也可以满足非极性材料要求，扩大了PP发泡材料的应用范围。

微孔的引入对本征韧性低的材料有提高韧性的作用，但会使材料的拉伸强度降低，不能作为结构材料使用，在应用方面受到一定的限制。为了获得高强、高韧的发泡材料，本专利选用玻璃纤维（GF）作为填充剂进行增强、增韧。

本发明把发泡剂、改性塑料进行混炼，造粒制成发泡剂母粒；发泡助剂、玻璃纤维、PP粒料进行混炼，造粒。然后，将发泡剂母粒和发泡助剂-聚丙烯粒料-玻璃纤维高速混合均匀，利用注塑机注塑发泡。发泡剂母粒不仅解决了发泡剂的分散性问题，还解决了粉尘飞扬、计量误差等问题。

发明内容

本发明的目的在于为了克服聚丙烯发泡技术缺陷和应用范围受限而提供一种玻璃纤维增强聚丙烯接枝物微孔发泡材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种玻璃纤维增强聚丙烯接枝物微孔发泡材料，由包括以下重量份的组分制成：

所述的聚丙烯极性接枝物选自甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯（PP-g-GMA）、马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯（PP-g-MMA）、丙烯酸接枝聚丙烯（PP-g-AA）或醋酸乙烯酯接枝聚丙烯(PP-g-VAc)。

所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺（AC）。

所述的发泡助剂选自氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸铅中的一种或一种以上，但是采用硬脂酸铅、硬脂酸镉作为AC发泡剂的促进剂都有一定的毒性，所以优选氧化锌、硬脂酸锌或硬脂酸钙。

所述的玻璃纤维增强聚丙烯接枝物微孔发泡材料的孔径小于100um，优选35～97um。

所述的成核剂选自硬脂酸钠、滑石粉或苯甲酸钠。

所述的热塑性弹性体为三元乙丙橡胶（EPDM）、聚烯烃弹性体（POE）或乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）。

所述的抗氧剂选自四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三［2,4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（抗氧剂168）或β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）。

所述的偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）或3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（KH570）。

所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，长度为3.0～12.0mm。

一种上述玻璃纤维增强聚丙烯接枝物微孔发泡材料的制备方法：包含以下步骤：

（1）利用双螺杆挤出机将5～20份发泡剂、10～35份成核剂、15～50份热塑性弹性体和20～70份低密度聚乙烯挤出、造粒，制备成发泡母粒；

（2）将0.2～10.0份偶联剂溶解在乙醇中，配制成偶联剂-乙醇溶液，利用喷雾法将溶液喷洒在50～550份玻璃纤维上，并将喷有偶联剂溶液的玻璃纤维在烘箱中干燥；并利用双螺杆挤出机将上述偶联剂处理过的玻璃纤维、2～10份发泡助剂和1000份聚丙烯接枝物挤出、造粒；

（3）将（1）中的发泡母粒、（2）中的粒料和1～5份抗氧剂混合均匀，经过注塑机注塑，制备聚丙烯极性接枝物微孔发泡材料。