[发明专利]聚丙烯发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚丙烯发泡材料及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：将聚丙烯、小分子醇在CO₂条件下发泡；小分子醇为碳链为C_1‑10的醇：当小分子醇为碳链为C_1‑4的醇时，发泡温度为大于125℃，但不超过140℃；当小分子醇为碳链为C_5‑10的醇时，发泡温度为125～140℃；小分子醇的添加量为CO₂的5‑10wt％。本发明提供的制备方法工艺简单、拓宽了聚丙烯发泡温度下限，使得聚丙烯在更低温度下也可以发泡，减少了能耗、降低对设备密封性要求。此外，该方法制备得到的聚丙烯发泡材料发泡倍率高、孔径较小、泡孔密度大。

技术领域

本发明涉及聚合物发泡领域，具体涉及一种聚丙烯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是应用最广泛的工业高分子材料之一，具有熔点高、拉伸模量高、密度低等优点，与聚乙烯泡沫相比，聚丙烯泡沫具有良好的热稳定性和较高的耐化学性，广泛应用于包装、隔热和汽车零部件等工业领域。然而，聚丙烯的高结晶性和线性分子结构导致加工温度区间窄，发泡的工艺条件苛刻，目前大多数研究都集中在降低泡孔尺寸、提高孔隙率上，如添加成核剂提高聚丙烯成核效率和使用共发泡剂来提高聚丙烯孔隙率等，但并未考虑如何在低温条件下诱导聚丙烯发泡，获得泡孔形态一致，泡孔密度大的泡沫材料。

虽然高温发泡温度越高发泡倍率越大，但泡孔容易坍塌，且高温发泡下设备密封性要求高；相比之下，低温发泡具有加工条件温和、设备密封性要求更低、加工成本低、且低温下CO₂在聚合物中溶解度高的优点。然而在低温发泡时，聚丙烯基体的结晶区域处于未熔融状态，非结晶区域黏度系数大，CO₂扩散系数低，导致聚丙烯中CO₂含量少，无法形成结构较好的泡孔，发泡倍率低，为此如何诱导聚丙烯低温发泡成为研究重点。

因此，为了降低加工成本、改善发泡条件，有必要开发一种聚丙烯发泡材料的制备方法，降低聚丙烯发泡温度下限，拓宽聚丙烯的发泡温度区间(即可以发泡的温度区间)，并获得泡孔形态一致、泡孔密度大的泡沫材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的聚丙烯低温条件下发泡难、加工成本高等缺陷，提供一种聚丙烯发泡材料及其制备方法。该制备方法工艺简单、拓宽了聚丙烯发泡温度下限，使得聚丙烯在更低温度下也可以发泡，并减少能耗、降低对设备密封性要求；此外，该方法制备得到的聚丙烯发泡材料的泡孔结构均匀、发泡倍率高、孔径较小、泡孔密度大。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种聚丙烯发泡材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将聚丙烯、小分子醇在CO₂条件下发泡，所述小分子醇为碳链为C_1-10的醇：当所述小分子醇为碳链为C_1-4的醇时，发泡温度为大于125℃，但不超过140℃；当所述小分子醇为碳链为C_5-10的醇时，发泡温度为125～140℃；所述小分子醇的添加量为CO₂的5-10wt％。

所述发泡的过程中添加所述小分子醇作为共发泡剂。

较佳地，所述小分子醇为碳链为C_2-10的醇；更佳地，所述小分子醇为碳链为C_5-10的醇。

较佳地，所述小分子醇为碳链为C_1-4的醇，更佳地，为C_2-4的醇。

在本申请较佳实施方式中，所述小分子醇选自乙醇、丁醇、己醇、癸醇中的一种或多种，更佳地为丁醇。

较佳地，所述小分子醇的添加量为CO₂的5wt％。其中，CO₂的质量在发泡温度和发泡压力的条件下计算。