[发明专利]一种以纳米级聚丙烯粉末在非熔融态发泡泡沫塑料的方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及泡沫塑料领域，特别是涉及一种以纳米级聚丙烯粉末在非熔融态发泡泡沫塑料的方法。

背景技术

泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，我国20世纪90年代以来泡沫塑料的发展十分迅速，其中主要品种有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚乙烯(PE)泡沫塑料三大类。聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，并且发泡材料无法回收利用。而聚苯乙烯（PS）发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷，对环境有不利影响，产品降解困难且容易形成“白色污染”，联合国环保组织已决定停止使用PS发泡产品。交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低，且最高使用温度为80℃。

发泡聚丙烯材料,它是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料,以其独特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。聚丙烯树脂具有质轻、原料来源丰富、性能价格比优越以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上产量增长量最快的通用热塑性树脂，目前，我国PP树脂已成为产量最大的树脂品种。然而应用主要是编织产品和农用薄膜，PP树脂行业面临消费结构单一，需求不旺且产品档次低的问题。各树脂生产企业都在积极调整生产思路，开发生产适销对路、高质量、高附加值的专用料，以使PP具有更大的应用价值和经济效益。其中聚丙烯泡沫的研究开发也成了近年来的热点，尽管聚丙烯发泡产品具有良好的性能和应用前景，但聚丙烯泡沫的开发难度很大，目前国内尚未有其相关的、可工业化的核心技术。目前一些发达国家正在大力发展并作为替代发泡聚苯乙烯的绿色包装材料。

发泡聚丙烯材料制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高、很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性;同时,其质量轻,可大幅度减轻物品质量;另外,EPP还是一种环保材料,易于发生β降解,且PP泡沫便于回收利用,其环境友好性优于其他泡沫材料,因而被称为“绿色”泡沫。正是由于其表现出来的优异性能,使得EPP成为继聚苯乙烯(EPS)、聚氨酯(EPU)、聚乙烯(EPE)泡沫材料之后更具应用价值和市场潜力的新型泡沫材料。

常规方法生产的PP是一种线型半结晶性聚合物,分子链很少支化,分子量分布相对较窄,这导致它的软化点和熔点很接近。在温度达到熔点之前,它基本不流动,当温度超过熔点后,熔体强度急剧下降,这种熔体很难包住气体;此外,聚丙烯从熔融态转变为结晶态会放出大量的热量,由熔体转变为固体所需时间较长;加之聚丙烯透气率高,发泡气体易逃逸。故适于聚丙烯发泡的温度区间窄,发泡过程很难控制,极易造成发泡过程中泡壁破裂、气体逃逸、泡孔坍塌及气泡合并。然而在熔融状态下会导致以聚丙烯为基体形成的泡沫塑料发泡不均匀，延伸强度以及孔隙率降低。

发明内容

针对目前泡沫塑料存在的问题，本发明的目的是提供一种以纳米级聚丙烯粉末在非熔融态发泡泡沫塑料的方法，通过改变纳米级聚丙烯粉末为基体，实现在非熔融状态下实现发泡操作，提高发泡塑料的延伸强度和孔隙率。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种以纳米级聚丙烯粉末在非熔融态发泡泡沫塑料的方法，其具体制备方法如下：

1）将纳米级聚丙烯粉末、低温发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂和水按重量份混合搅拌，调至粘稠膏状；

2）将步骤1）处理的粘稠膏状混合物加热至60-80℃，粘稠膏状呈泡沫状，风干；

3）经激光烧结使聚丙烯黏结，硬化后得到聚丙烯泡沫。

进一步地，上述制备方法所用原料包括以下重量份的物质：纳米级聚丙烯粉末90-110份、低温发泡剂8-15份、引发剂7-13份、交联剂2-5份、发泡助剂1-3份。

进一步地，步骤1）所述水的用量为纳米级聚丙烯粉末的1.0-1.2倍。

进一步地，步骤1）所述低温发泡剂为干冰。

进一步地，步骤1）所述引发剂为过氧化二苯甲酰。

进一步地，步骤1）所述交联剂为甲基丙烯酰胺和过氧化二异丙苯按照重量份1:2的组分混合。

进一步地，步骤1）所述发泡助剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、黄原胶中的至少一种，其较佳的辅助纳米级聚丙烯粉末在水中形成膏状体。