[发明专利]纤维/聚丙烯系树脂复合发泡颗粒及其应用

说明书

技术领域

本发明属于发泡材料技术领域，具体涉及一种纤维/聚丙烯系树脂复合发泡颗粒及其应用。

背景技术

近年来，特别是在汽车领域，人们迫切希望开发轻便且由高刚性的未交联聚丙烯系树脂构成的发泡颗粒成型体，并正在使用高刚性的聚丙烯系树脂进行研究。聚丙烯系树脂存在熔点越高则刚性越高的倾向，所以一般采用增强聚丙烯系树脂的熔点来提高聚丙烯系树脂的刚性。但是，为了使以高刚性的聚丙烯系树脂为基材树脂的发泡颗粒在模内成型，需要较高的蒸汽压力，特别是当聚丙烯系树脂的熔点达到150℃以上时，聚丙烯系树脂为基材树脂的发泡颗粒模内成型所必需的蒸汽压力超过了现有成型机的耐压性能，以至于使用现有的成型机难以施加足够的蒸汽压力，只能得到发泡颗粒彼此之间的熔合不充分的成型体。因此，模内成型熔点为150℃以上的高刚性的聚丙烯系树脂单层发泡颗粒，需要能够耐受高蒸汽压力的特殊成型装置，而且成型时使用的蒸汽量极大。

纤维增强聚丙烯复合材料，如玻纤增强聚丙烯、碳纤增强聚丙烯、钢纤维增强聚丙烯、竹纤维增强聚丙烯、沙柳纤维增强聚丙烯等，相比聚丙烯树脂基体材料，具备高强度和高刚性，且不必增加熔点来提高聚丙烯系树脂的刚性，因此近几年得到了巨大的发展。

现有技术中的纤维增强聚丙烯复合材料发泡成型体通过气辅注射成型、快速降压法等方法制备，如文献竹纤维改性聚丙烯超临界CO₂发泡性能的研究(高分子学报，2011/011:12PP.1419-1424)和气辅注射成型玻璃纤维增强聚丙烯的发泡结构(现代塑料加工应用，2008，20(5))。但由于，现有技术中的纤维增强聚丙烯复合材料是通过将纤维与聚丙烯在单螺杆/双螺杆/密炼机进行均匀混合得到的，纤维在聚丙烯树脂基体内均匀分布，导致复合材料表面存在较多纤维，严重影响了纤维增强聚丙烯复合材料发泡颗粒的蒸气成型过程，不仅模内成型压力高，而且制备的发泡成型体表面粗糙，有毛刺。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中纤维增强聚丙烯系树脂复合发泡颗粒模内成型压力高，制备的发泡成型体表面粗糙的技术问题，提供一种具有足够的刚性、又不增加模内成型所必需的蒸汽压力的纤维/聚丙烯系树脂复合发泡颗粒，并提供该复合发泡颗粒的应用。本发明人为了解决上述课题反复进行了深入研究，结果发现了一种发泡颗粒：由芯层和皮层构成的多层树脂颗粒，发泡而形成的多层树脂发泡颗粒，所述芯层由高刚性的纤维形成，所述皮层由聚丙烯系树脂形成，该多层树脂发泡颗粒模内成型的压力与对应的聚丙烯系树脂的单层发泡颗粒模内成型的压力相同，所获得的模内成型制品具有较高的刚性。

区别于现有技术，本发明将纤维置于聚丙烯系树脂芯层，形成一种芯层/皮层结构，纤维的加入提高了聚丙烯系树脂的强度和刚性，皮层采用的是常用的发泡聚丙烯采用的聚丙烯系树脂，没有为了增加刚性采用高熔点的聚丙烯系树脂；将这种多层树脂颗粒发泡，获得的发泡颗粒具有高刚性，皮层聚丙烯的熔点没有增加，可以使用现有的成型机进行成型，并且由于纤维位于多层树脂发泡颗粒的芯层制得的成型体表面光滑无纤维毛刺，从而实现了本发明。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下。

纤维/聚丙烯系树脂复合发泡颗粒，由多层树脂颗粒经分散介质释放发泡法制备而成；

所述多层树脂颗粒为圆柱形结构，直径为0.5-2mm，高度为直径的1-2倍，多层树脂颗粒由芯层和包覆芯层的皮层组成，芯层的材料为拉伸弹性模量为2000MPa以上的纤维，皮层的材料为聚丙烯系树脂，或者为聚丙烯系树脂与添加剂的混合物，芯层与皮层的质量比为(0.001-0.5):1。

优选的，所述聚丙烯系树脂为乙烯-丙烯无规共聚物、丙烯-丁烯-1无规共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1无规共聚物中的一种或多种的混合。

优选的，所述添加剂为增韧剂、抗氧剂、防紫外线剂、抗静电剂、阻燃剂、金属钝化剂、颜料、染料、成核剂、气泡调整剂中的一种或多种的混合；更优选的，所述增韧剂为PP-g-MA、POE-g-MA、PE-g-MA中的一种或多种的混合，所述气泡调整剂为硼酸锌、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝、云母中的一种或多种的混合。

优选的，所述聚丙烯系树脂与添加剂的质量比为100:(0.1-30)。