[发明专利]一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺

说明书

本发明公开了一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，涉及聚合物泡沫制品制备技术领域，包括以下步骤：把聚丙烯(PP)、三元乙丙橡胶(EPDM)、增强剂按一定比例共混后得到PP/EPDM/增强剂三元共混物，其中，聚丙烯(PP)的质量分数为65％～94.9％，三元乙丙橡胶(EPDM)的质量分数为0.1％～5％，增强剂的质量分数为5％～30％；以PP/EPDM/增强剂三元共混物为原料，利用熔喷工艺，制备PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布。本发明以碎片状PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布为原料，进行微发泡注塑成型，最终制得外观优良的轻量化高性能PP/EPDM/增强剂三元共混物制品，且PP基体中均匀分布的EPDM微纤、增强剂及细密的泡孔赋予了PP塑件轻量化、耐冲击、高强度、高刚性、耐热等特性。

技术领域

本发明涉及聚合物泡沫制品制备技术领域，具体涉及一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺。

背景技术

聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，这使得聚丙烯自问世以来，便迅速在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用。例如，2018年，我国汽车用聚丙烯已达到单车塑料总量的63％，且总用量正以每年3％-4％的速度持续增长，我国汽车用聚丙烯需求总量超过50万吨。开发轻量化高性能聚丙烯泡沫材料及其构件对于推动汽车轻量化、促进节能减排和助力可持续发展等具有重要的现实意义。

微发泡注塑成型是制备轻量化聚丙烯构件的一种理想途径，具有绿色无污染、无化学残留、效率高、工艺适应性强以及可直接成型三维复杂形状塑件等明显优势。但是，当前的微发泡注塑成型工艺尚面临产品外观不良、力学性能差、减重有限等诸多技术挑战，极大限制了其在注塑成型领域的广泛应用。同时，由于聚丙烯的熔体强度很差差、结晶速度太快，导致其发泡工艺窗口很小，给发泡工艺调控带来了很大的困难。。

发明内容

本发明的目的是提供一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，包括以下步骤：

步骤一、把聚丙烯(PP)、三元乙丙橡胶(EPDM)、增强剂按一定比例共混后得到PP/EPDM/增强剂三元共混物，其中，聚丙烯(PP)的质量分数为65％～94.9％，三元乙丙橡胶(EPDM)的质量分数为0.1％～5％，增强剂的质量分数为5％～30％；

步骤二、以PP/EPDM/增强剂三元共混物为原料，利用熔喷工艺，制备PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布；

步骤三、对制得的PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布进行硫化交联处理；

步骤四、硫化处理后，将PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布粉碎成小碎片；

步骤五、以PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布碎片为原料，在微发泡注塑成型机的料筒内，进行塑化熔融，并在塑化熔融过程中加入超临界流体，以制得PP/EPDM/增强剂与超临界流体的均相混合物；

步骤六、在塑化熔融的同时，加热微发泡注塑成型机上安装的注塑模具，待模具型腔表面温度升高至PP/EPDM/增强剂三元共混物的热变形温度以上时，将PP/EPDM/增强剂与超临界流体的均相混合物注入模具型腔；

步骤七、待注满模具型腔后，通过保压操作继续向模具型腔内的PP/EPDM/增强剂与超临界流体的混合物施加压力，直至将注入过程中从PP/EPDM/增强剂熔体析出的超临界流体完全再溶解入PP/EPDM/增强剂熔体之中；

步骤八、快速冷却模具，待模具型腔内PP/EPDM/增强剂与超临界流体均相混合物的温度冷却至一定水平时，快速微开模具一定距离，以诱导发泡；