[发明专利]一种非熔融态发泡聚丙烯塑料的方法

说明书

本发明属于性能卓越的高分子材料‑聚丙烯塑料制备技术领域，提供了一种非熔融态发泡聚丙烯塑料的方法。该方法首先通水相保护液和一定的聚合物制得的膨胀微球发泡剂，然后与聚丙烯和软化剂一起加入开炼机中，出片后趁热放入平板硫化机内的模具中，高温压制并冷却后得到非熔融态发泡的聚丙烯塑料。该方法不仅能避免聚丙烯熔体强度低带来的问题，还免去对聚丙烯高温加热熔融的步骤，降低了生产成本。与传统方法相比，本发明采用的发泡方法，发泡特性稳定，泡孔尺寸可控，可得到闭孔结构的聚丙烯泡沫塑料，同时可重复性高，操作简便，可实现规模化生产。

技术领域

本发明属于性能卓越的高分子材料-聚丙烯塑料制备技术领域，提供了一种非熔融态发泡聚丙烯塑料的方法。

背景技术

聚丙烯（PP，是英文Poly Propylene开头字母的缩写）是二十世纪五十年代开始大量生产的一种合成树脂，它是丙烯均聚物或丙烯α—烯烃（乙烯、丁烯-1、己烯-1）的共聚物，其分子呈线性结构，密度为0.89～0.91g/cm3，比低密度聚乙烯的密度还低。由于PP具有相对硬度高、比重小、拉伸强度高、透明性好、抗应力开裂和耐化学性能好、耐热挠曲温度高、并具有极好的注塑性能、能随意拉伸和定向、可以与其它材料共混改性等优点，因此PP应用范围不断扩大，在五大通用树脂中需求增长速度最快，已逐渐取代钢铁、木材、纸、聚碳酸酯、ABS、PS、尼龙、聚酯等其它合成材料。

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。

EPP(Expanded Polypropylene)即发泡聚丙烯材料,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。EPP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。

PP的熔体强度低,极大地限制了其加工范围和应用领域,如在热成型领域,由于PP熔体强度低,造成吸塑成型时容器壁厚不均匀或破裂;在挤出涂布时,普通PP表现出明显的颈缩和熔体共振,因而出现边缘卷曲、收缩等现象;挤出发泡时,微孔壁易发生破裂,发泡倍率低等。因而要想得到高质量的聚丙烯发泡材料,提高其熔体强度是关键。

热膨胀微球是指聚合物外壳包裹碳氢化合物形成的具有核壳结构的颗粒，有着稳定的发泡特性，可有效用于各类材料的发泡膨胀。由于膨胀后的微球具有质轻、均一的发泡倍率等优点，并在隔热、隔声、减震、减重等方面具有特殊作用，在工业中有着广泛的应用。

针对上述情况，并结合热膨胀微球优越发泡性能，我们提出提出一种非熔融态发泡聚丙烯塑料的方法，其特征在于聚丙烯并非在熔融状态下进行发泡。先用适量的低分子量脂肪烃、芳香烃或氯化烃对聚丙烯进行软化，采用膨胀微球作为发泡剂，均匀地分散到发泡体系中。然后对发泡体系进行适当升温，膨胀微球内的烃类发泡剂气化，微球发生膨胀，得到聚丙烯发泡材料。采用该方法不仅能避免聚丙烯熔体强度低带来的问题，还免去对聚丙烯高温加热熔融的步骤，降低了生产成本。

发明内容