[发明专利]一种发泡聚丙烯空心珠粒的制备方法

说明书

本发明涉及一种发泡聚丙烯空心珠粒的制备方法，属于环保技术领域。其通过中空圆柱型改性聚丙烯空心微粒的制备和发泡制备聚丙烯空心珠粒。本发明重新设计的配方所制备的EPP珠粒内部泡孔独立，闭孔率高达95%以上，可保证成型制件具有较强的压缩性能；同时通过重新设计的配方，使得最终制件的力学强度与常规EPP制件一致；另外，中空圆柱型发泡珠粒，使得其成型后的制件内部有许许多多个无规则的通路，在达到透气性的同时，更加轻量化，同时还具备一定的吸音功能，有效降噪；抗菌剂的加入，也能有效抑制霉菌等的滋生。

技术领域

本发明涉及一种发泡聚丙烯空心珠粒的制备方法，属于环保技术领域。

背景技术

如今，超临界二氧化碳釜压发泡生产的发泡聚丙烯材料（EPP）由于其轻量化、优异的力学性能以及环保无毒的特性，越来越受到各领域的广泛认可。常规的超临界二氧化碳釜压发泡的工艺条件下生产的EPP珠粒形状多为球形或方形，且成型为制件后，气密性、隔水、隔音性均较好。但是在某些应用场景下，EPP制件过好的气密性可能就是个弊端。例如汽车座椅、床垫等需要较好的透气性，来改善人们的舒适度，若EPP制件气密性较好，便会使得制件表面及覆盖物易于潮湿，滋生细菌、霉菌等。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种发泡聚丙烯空心珠粒的制备方法，其在现有工艺上进行改进，来生产一种新型的发泡聚丙烯空心珠粒，使得其成型后的制件内部有许许多多个无规则的通路，在达到透气性的同时，更加轻量化，同时还具备一定的吸音功能，有效降噪。

本发明的技术方案，一种发泡聚丙烯空心珠粒的制备方法，按重量份计步骤如下：

（1）中空圆柱型改性聚丙烯空心微粒的制备：将复配聚丙烯树脂100份、色母5-8份、润滑剂0.5-2份、抗菌剂0.2-1.5份、成核剂0.2-1份和热塑性弹性体5-10份，在高速混合机内混合均匀，并经过螺杆挤出工艺混炼均匀，切粒成中空圆柱型改性聚丙烯空心微粒；

（2）发泡：将步骤（1）所得改性聚丙烯空心微粒加入发泡釜内，加热加压，直至135-160℃的发泡温度和1.0-3.0MPa的发泡压力，随后瞬间释放至大气压，即可得到5-60倍率的发泡聚丙烯空心珠粒。

步骤（1）螺杆挤出工艺中机头出丝螺丝、冷却水温、丝杆、切粒机压杆具体参数如下：出丝螺丝为圆环状出丝螺丝，保证出丝口出料为中空圆柱状，圆环内径为0.8-1.2μm，外径为3.5-5μm；冷却水温控制在35℃以下，且冷却水槽长度在5-6 m范围内，以保证进入切粒机前能够足够冷却定型；丝杆丝槽为半圆弧状，保证拉丝中孔圆整，常规丝杆的丝槽为锥形；切粒过程中切粒设备上的橡胶辊轮的邵D硬度需在10-25范围内，避免橡胶辊轮将丝压扁，保证丝中孔的圆整性。

所述的复配聚丙烯树脂为均聚聚丙烯与共聚聚丙烯按一定比例进行复配，二者均为高熔体强度聚丙烯，且均聚聚丙烯复配占比在5%-10%范围内，共聚聚丙烯的丙烯摩尔百分数为40%-70%的丙烯-乙烯嵌段共聚物或丙烯-乙烯无规共物。一定量均聚聚丙烯的存在可以显著增强EPP珠粒的刚性，使得该发明透气性聚丙烯珠粒不会因为中空结构以及更加轻量化的特征，而损失最终成型制件的压缩强度与拉伸强度。即在同等体积条件下，以更加轻的密度达到常规发泡聚丙烯材料的力学强度。采用40%-70%以上丙烯摩尔百分数的二元共聚聚丙烯，不仅考虑了终端产品的力学性能，还兼顾了超临界二氧化碳发泡工艺的可操作性，丙烯摩尔百分数占比过高，导致发泡温度过高，发泡设备的压力、温度无法满足，且下游客户成型也较为困难；丙烯摩尔百分数占比过低，在发泡珠粒的强度、硬度过低，达不到终端产品的使用要求；同时，丙烯单元独特的叔碳结构也保证了终端产品可降解的环保特性。在挤出拉丝过程中，均聚聚丙烯与二元共聚聚丙烯的协同作用，均聚组分与一定的摩尔分数共聚组分保证了中空圆柱状结构的微粒中孔圆整、有刚性；二者较好的相容性，也使得各组分在复配聚丙烯基体树脂内具有较好的分散性，保证挤出混炼生产过程中出丝口出丝顺畅，避免挤出生产过程中经常出现的断丝现象。