[发明专利]具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料及其制备方法

摘要

具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料及其制备方法，属于发泡材料技术领域。解决了如何提供一种过程简单，设备要求低，能够实现材料泡孔梯度变化，满足材料应用领域不同部位具有不同的结构与性能要求的特点的泡沫材料制备方法的问题。本发明的制备方法，先按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，然后经多层共挤出、拉丝、切粒，得到具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒，或者经挤出机挤出、拉丝、切粒，得到多种不同组成的聚丙烯树脂颗粒，模压成片材后，叠加熔融模压，得到具有多层分布的聚丙烯树脂片材；最后将多层颗粒或多层片材进行发泡，得到具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料。该制备方法简单，操作方便，对设备要求低，且制备的材料泡孔梯度可调控。

主权项

1.具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，该制备方法是按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，分别加入多层共挤出设备，同时向多层共挤出设备中通入发泡剂，多层共挤出的同时进行发泡，得到具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料；

或者，该制备方法包括以下步骤：

1)按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，经多层共挤出、拉丝、切粒，得到具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒；

或者，按不同配比称取聚丙烯、醇类和成核剂，分别经挤出机挤出、拉丝、切粒，得到多种不同组成的聚丙烯树脂颗粒，将不同组成的聚丙烯树脂颗粒分别模压成片材，将片材叠加在模具中，熔融模压，得到具有多层分布的聚丙烯树脂片材；

2)将具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒或具有多层分布的聚丙烯树脂片材进行发泡，得到具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料；

所述称取的成核剂的质量占聚丙烯、醇类和成核剂总质量的0.01％‑5％，所述醇类为聚乙二醇和/或甘油，称取的醇类的质量为称取的聚丙烯质量的0.1％‑10％。

2.根据权利要求1所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，在称取聚丙烯、醇类和成核剂的同时，还称取添加剂。

3.根据权利要求2所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述添加剂为抗氧剂，抗氧剂的质量占聚丙烯、醇类和成核剂总质量的0.2‑0.3％。

4.根据权利要求1所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，所述共聚聚丙烯为二元共聚聚丙烯或三元共聚聚丙烯。

5.根据权利要求1所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述成核剂为滑石粉、碳酸钙、白炭黑、石墨烯、高岭土、碳纳米管、硼酸锌、蒙脱土中的一种或多种按任意比例的混合。

6.根据权利要求1所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述多层的层数n≥3。

7.根据权利要求1所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述发泡为釜压发泡或模压发泡。

8.根据权利要求7所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述发泡为釜压发泡，过程为：

将具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒置于反应釜中，通入发泡剂，先控制釜内压力2‑20Mpa，温度125‑180℃，饱和0.5h‑2h，然后在具有多层分布的聚丙烯树脂颗粒完全熔融温度以下，快速卸压，得到密度为0.02g/cm³‑0.5g/cm³的梯度孔结构的发泡粒子，最后将发泡粒子加入成型机，在水蒸汽压力0.2‑0.3Mpa下成型，得到聚丙烯泡沫材料；

所述发泡剂为二氧化碳、氮气、空气、丁烷、戊烷中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述发泡为模压发泡，过程为：

将具有多层分布的聚丙烯树脂片材填充到平板硫化机模具中，先在温度130‑180℃，通入发泡剂，压力2‑20Mpa下，饱和0.5‑2h，然在具有多层分布的聚丙烯树脂片材完全熔融温度以下，快速卸压发泡，得到密度为0.02g/cm³‑0.5g/cm³的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料；

所述发泡剂为二氧化碳、氮气、空气、丁烷、戊烷中的一种或多种。

10.权利要求1‑9任何一项所述的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料的制备方法制备的具有梯度孔结构的聚丙烯泡沫材料。