[发明专利]一种利用层层结晶组装控制制备高强度抗回缩微孔聚丙烯发泡珠粒(EPP)的方法

说明书

本发明公开了一种利用层层结晶组装控制，制备微孔聚丙烯发泡珠粒的方法。选用无规聚丙烯粉料作为基体树脂，用量20～95份，先选用β结晶成核剂，用量0.0001～2份，造粒，然后选用具有α结晶成核剂功能的无机成核剂、芳香羧酸盐类、山梨醇类等系列α结晶成核剂，总α结晶成核剂用量份0.0001～3份，助剂2～20份，再次造粒待用。本发明生产时采用通过间歇釜式法，结合具有不同作用的结晶成核助剂，利用不同结晶成核剂协调层层组装结晶，将结晶的速度，结晶颗粒大小灵活的与发泡材料泡孔的成长固化过程进行结合，且制备的材料的泡孔尺寸均介于5～20μm，制备了绝对意义上的微孔聚丙烯发泡珠粒。可广泛用于军工、汽车、建筑、儿童玩具、食品包装材料、家用电器等领域。

技术领域

一种利用层层结晶组装控制制备高强度抗回缩微孔聚丙烯发泡珠粒的方法属于高分子材料改性加工领域。具体是涉及聚丙烯发泡珠粒，选用不同作用的结晶成核助剂，利用不同结晶成核剂协调层层组装结晶，将结晶的速度，结晶颗粒大小灵活的与发泡材料泡孔的成长固化过程进行结合，制备了泡孔尺寸均介于5～20μm绝对意义上的高强度抗回缩微孔聚丙烯发泡珠粒。

背景技术

高熔体强度聚丙烯发泡珠粒的制备方法已经被相关研究资料公开。 CN104250400 A和CN 104250401A公开了一种采用高熔体强度均聚聚丙烯为基体树脂，超临界流体为发泡剂制备聚丙烯发泡珠粒的方法。在不同聚合阶段选择性的加入氢调敏感性不同的外给电子体，通过调节不同反应器内的氢气浓度，来调控分子量的大小，从而实现既包含高分子量级分又包含低分子量级分的聚丙烯，其中，高分子量级分保证了最终聚合物的熔体强度，而拓宽的分子量分布保证了其应变硬化的发生并拓宽了发泡窗口。CN 103665583A和CN 103665420 A分别公开了一种丙烯乙烯高熔体强度聚丙烯发泡珠粒以及丙烯乙烯丁烯高熔体强度聚丙烯发泡珠粒的制备方法。两项发明中使用的高熔体强度聚丙烯不仅分子量分布较宽，而且其最大的特点是极高分子量级分(分子量大于500 万)含量较高，同时优选较低分子量级分(分子量小于5万)的含量也大于一定量，这样使所得丙烯聚合物的熔体强度有了明显地提高，而且还保证了聚合物的加工性能。CN 1676541 A和CN 1474849 A公开了一种能在相对低的温度下制备非交联聚丙烯发泡珠粒的方法。通过将有机过氧化物分散于非交联的聚丙烯树脂微粒中，通过加热使过氧化物分解，从而得到表面改性的聚丙烯树脂。这种改性的聚丙烯树脂的DSC曲线显示一个高温吸收峰和一个位于高温吸收峰低温侧的特性吸收峰。对比普通的EPP，近年来对于发泡聚丙烯进行性能改良的研究逐渐成为热点。CN 104479165 A和CN 106750944 A分别通过对聚丙烯在-50-10℃进行淬冷处理并进行低温固相发泡和通过将聚烯烃弹性体加入聚丙烯树脂中并经过挤出机混炼挤出造粒后进行釜式发泡，改善了聚丙烯材料的机械性能和耐候性。CN 106633360 A采用高压流体釜压发泡技术，利用β成核剂和聚烯烃弹性体协同增韧的原理，制备一种包含β晶和聚烯烃弹性体分散相的聚丙烯发泡珠粒，利用β晶来改性聚丙烯发泡珠粒的界面粘结行为，利用β晶和聚烯烃弹性体来改善聚丙烯的低温韧性，从而制备具有界面粘结强度高、低温冲击韧性优异的聚丙烯发泡珠粒成型体材料。CN 103509203 A利用结晶聚丙烯和高熔点聚丙烯结合的方式，通过添加结晶成核剂，增大EPP粒子的结晶性，使得形成的球晶更加精细，从而制得了一种高强度、优异缓冲性能和冲击吸收性能的发泡聚丙烯珠粒。近年来不仅对发泡聚丙烯性能的改良成为热点，对聚丙烯发泡工艺的研究也备受关注。目前，聚丙烯发泡珠粒的制备工艺主要有两种：挤出法和釜式法。釜式发泡法工艺条件容易控制，可以制备倍率和闭孔率可调控的发泡珠粒，但是要求压力高，设备通入大，成本高。CN 106674583 A以结晶度为25％-40％的第一聚丙烯树脂和熔点为126-148 ℃的第二聚丙烯树脂为原料，对其制备出的聚丙烯微粒进行第一次发泡处理、预压处理以及第二次发泡处理，从而有效降低了对发泡温度和压力的要求，减少了生产能耗以及对设备的投入成本。