專利名稱：一種聚丙烯發(fā)泡母料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡母料及其制備方法，具體地說是一種聚丙烯發(fā)泡母料及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求聚合物材料具有更多樣化的、更好的綜合性能。二十世紀(jì)80年代自美國科學(xué)家Martini教授提出微孔發(fā)泡聚合物材料(microcellular foampolymer)概念以來，聚合物的發(fā)展出現(xiàn)了新的方向-通過物理或化學(xué)的方式在聚合物材料內(nèi)部引入大量的微細(xì)氣泡，將聚合物的特性和小氣泡的特性優(yōu)化組合于一體，顯著提高材料性能或賦予原聚合物所不具有的嶄新特性，這已成為當(dāng)前聚合物材料開發(fā)應(yīng)用的重要方 向之一。國內(nèi)外研制微孔聚合物的主要技術(shù)是物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡等發(fā)泡方法。公開號(hào)為CN102046706A的“物理發(fā)泡的聚乙烯泡沫”采用物理發(fā)泡(低沸點(diǎn)液體異丁烷)，擠出機(jī)產(chǎn)量為3. 5kg/小時(shí)，異丁烷的注入量為10ml/min，得到了泡孔較為致密和泡孔直徑均勻的發(fā)泡制品，然而這樣生產(chǎn)成本大，工藝較為復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的要求高。公開號(hào)為CN101792554A的“一種微發(fā)泡聚丙烯及其制備方法”采用擠出或者模壓的方法來制備微發(fā)泡材料，成型的大多是截面形狀一定的材料，沒有考慮到泡孔在樹脂中的分散性和泡孔結(jié)構(gòu)問題，工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。注射成型技術(shù)為微發(fā)泡聚合物的制備提供了一種新工藝，是微孔發(fā)泡聚合物加工的突破性進(jìn)展，它提高了加工效率，改進(jìn)了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，降低了生產(chǎn)費(fèi)用，能完成厚壁制品的成型等。因而尋找一種更加優(yōu)良的成核劑，同時(shí)能夠使成核劑在樹脂中分散的更加均勻，形成更多的泡孔生長(zhǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)良好的泡孔均勻性，致密的泡孔結(jié)構(gòu)，降低泡孔塌陷比率的發(fā)泡母料至關(guān)重要，對(duì)于實(shí)現(xiàn)聚丙烯微發(fā)泡材料的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種聚丙烯微發(fā)泡材料及其制備方法，所要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)泡母料使其在聚丙烯樹脂中能夠分散均勻，并能實(shí)現(xiàn)良好的泡孔均勻性、致密的泡孔結(jié)構(gòu)以及降低泡孔塌陷比率。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明聚丙烯發(fā)泡母料的原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為聚乙烯30-50份，發(fā)泡劑20-30份，納米蒙脫土30-40份，單硬脂酸甘油酯2-5份，硬脂酸鋅1-2份，聚二甲基硅氧烷O. 5-1. 5份，
勻泡劑0-1份。所述聚乙烯為低密度聚乙烯，具有低熔點(diǎn)特性，其熔融溫度范圍為105_135°C。所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺，其分解溫度為200-210°C，粒徑為5-10 μ m,發(fā)氣量為 230-250mL/g。本發(fā)明聚丙烯發(fā)泡母料的制備方法，包括發(fā)泡劑的活化和發(fā)泡母料的制備所述發(fā)泡劑的活化是將發(fā)泡劑、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅、聚二甲基硅氧烷和勻泡劑混合并于60-80°C活化10-15min，得到活化的發(fā)泡劑；所述發(fā)泡母料的制備是將聚乙烯、納米蒙脫土和活化的發(fā)泡劑在高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡母料。
擠出機(jī)擠出造粒時(shí)的參數(shù)為溫度100-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速200-400r/min，喂料轉(zhuǎn)速30-60r/min。將聚丙烯和本發(fā)明制備的發(fā)泡母料按95-98 2-5的質(zhì)量比混合后注塑成型即得泡孔密度高，泡孔直徑小且分布均勻的芯層發(fā)泡的聚丙烯微發(fā)泡材料。注塑工藝參數(shù)為注塑溫度180-190°C，注塑壓力75-95MPa，注射速度IL 5-13. 5g/s，冷卻時(shí)間20_30s。本發(fā)明相比于其他的技術(shù)發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于I、本發(fā)明選擇納米有機(jī)蒙脫土作為成核劑，實(shí)現(xiàn)了納米蒙脫土與樹脂的良好的結(jié)合，同時(shí)使成核劑在樹脂中的分散性更好，有利于泡孔形成的均勻性、密度的致密性。2、本發(fā)明對(duì)發(fā)泡劑進(jìn)行改性活化處理，降低了發(fā)泡劑的分解溫度，同時(shí)不影響發(fā)氣量，使之能夠在注塑過程中平穩(wěn)較快分解形成泡孔，泡孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，塌陷情況不明顯。3、本法生產(chǎn)的發(fā)泡母料外觀比較致密，顆粒細(xì)小，光澤度好，可以直接應(yīng)用于聚丙烯微發(fā)泡材料的制備，制備微發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料時(shí)添加量少，降低了生產(chǎn)成本，滿足環(huán)保要求，采用簡(jiǎn)單的注塑工藝條件即可制得，簡(jiǎn)化了微發(fā)泡材料的制備過程，且綜合性能優(yōu)
巳4、本發(fā)明將聚丙烯樹與發(fā)泡母料經(jīng)過簡(jiǎn)單的混合后，即可在注塑機(jī)注塑成型，克服了超臨界發(fā)泡生產(chǎn)成本高，工藝條件復(fù)雜等缺點(diǎn)，同時(shí)使泡孔致密，均勻性更好，制得的聚丙烯微發(fā)泡材料的密度為O. 6-0. 9g/cm3的。
四

圖I-圖4是本發(fā)明實(shí)施例制備的聚丙烯微發(fā)泡材料的截面泡孔結(jié)構(gòu)照片。由圖可以看出，發(fā)泡母料的加入使得泡空的結(jié)構(gòu)比較均勻、致密性較好，泡空塌陷的情況不明顯，由圖3、圖4看出隨著發(fā)泡母料的含量的增加，泡空的密度有所提高，可見本發(fā)明所制得的發(fā)泡母料對(duì)于制備聚丙烯微發(fā)泡材料效果是比較好的。
五具體實(shí)施例方式下面是本發(fā)明所描述的一些實(shí)例，只是對(duì)本發(fā)明的輔助說明，若有人員對(duì)上述發(fā)明做出非本質(zhì)的修改或調(diào)整仍屬保護(hù)范圍。以下實(shí)例中選用均聚聚丙烯，T30S，延煉石油化工股份有限公司；聚乙烯，1F7B，燕山石化；共聚聚丙烯，PPB4228，中國石油大慶煉化公司；納米蒙脫土，江西固康新材料有限公司；發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺，常州市托普精細(xì)化工廠；單硬脂酸甘油酯，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硬脂酸鋅，湖州市菱湖新望化學(xué)有限公司；聚二甲基硅氧烷，山東信捷環(huán)保技術(shù)有限公司；勻泡劑，江蘇華興消泡劑有限公司。本發(fā)明實(shí)施例中力學(xué)性能測(cè)試是將聚丙烯微發(fā)泡材料制成啞鈴型樣條24小時(shí)冷卻后，拉伸性能的測(cè)試按GB/T1040-92進(jìn)行，試樣尺寸為170X 10X4mm，拉伸速度50mm/min ；，彎曲強(qiáng)度按GB 9341-2000測(cè)試，試樣尺寸為64X 10X4mm，；沖擊強(qiáng)度的測(cè)試按GB/T1043-93進(jìn)行，缺口深度為2m。實(shí)施例I :原料配方聚乙烯45份，發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺20份，納米蒙脫土 30份，單硬脂酸甘油酯3份，硬脂酸鋅I. 5份，聚二甲基硅氧烷O. 5份。制備I、將發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅和聚二甲基硅氧烷在高速混合機(jī)中混合10-15min，料溫為60_80°C，得到活化的發(fā)泡劑；2、將聚乙烯、納米蒙脫土和活化的發(fā)泡劑在高速混合機(jī)中混合5-8分鐘，然后通過擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡母料。擠出機(jī)擠出造粒時(shí)的參數(shù)為溫度100-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速200-400r/min,喂料轉(zhuǎn)速 30_60r/min。將均聚聚丙烯和本實(shí)施例制備的發(fā)泡母料按97 3的質(zhì)量比在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，然后注塑成型即得聚丙烯微發(fā)泡材料。本實(shí)施例制備的聚丙烯微發(fā)泡材料的截面泡孔結(jié)構(gòu)照片見圖I。拉伸強(qiáng)度為34. 7MPa，彎曲強(qiáng)度為46. IMPa,沖擊強(qiáng)度為4. 7kJ/m2，微發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料的密度為O. 78g/cm3。實(shí)施例2 本實(shí)施例制備方法同實(shí)施例1，不同的是在制備聚丙烯微發(fā)泡材料時(shí)將共聚聚丙烯和本實(shí)施例制備的發(fā)泡母料按97 3的質(zhì)量比在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，然后注塑成型即得聚丙烯微發(fā)泡材料。本實(shí)施例制備的聚丙烯微發(fā)泡材料的截面泡孔結(jié)構(gòu)照片見圖2。拉伸強(qiáng)度為28. IMPa，彎曲強(qiáng)度為34. 4MPa，沖擊強(qiáng)度為48. 5kJ/m2，泡孔直徑小且分布均勻，微發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料的密度為O. 80g/cm3。實(shí)施例3 原料配方聚乙烯40份，發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺25份，納米蒙脫土 30份，單硬脂酸甘油酯2份，硬脂酸鋅I. 5份，聚二甲基硅氧烷O. 5份，勻泡劑I份。制備
I、將發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅、聚二甲基硅氧烷和勻泡劑在高速混合機(jī)中混合10-15min，料溫為60_80°C，得到活化的發(fā)泡劑；2、將聚乙烯、納米蒙脫土和活化的發(fā)泡劑在高速混合機(jī)中混合5-8分鐘，然后通過擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡母料。擠出機(jī)擠出造粒時(shí)的參數(shù)為溫度100-200°C，螺桿轉(zhuǎn)速200-400r/min,喂料轉(zhuǎn)速 30_60r/min。將均聚聚丙烯和本實(shí)施例制備的發(fā)泡母料按95 5的質(zhì)量比在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，然后注塑成型即得聚丙烯微發(fā)泡材料。本實(shí)施例制備的聚丙烯微發(fā)泡材料的截面泡孔結(jié)構(gòu)照片見圖3。拉伸強(qiáng)度為31. 9MPa，彎曲強(qiáng)度為45. 9MPa，沖擊強(qiáng)度為4. 6kJ/m2，微發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料密度為O. 61g/
3
cm ο實(shí)施例4 本實(shí)施例制備方法同實(shí)施例3，不同的是在制備聚丙烯微發(fā)泡材料時(shí)將共聚聚丙烯和本實(shí)施例制備的發(fā)泡母料按95 5的質(zhì)量比在高速混合機(jī)中混合3-5分鐘，然后注塑成型即得聚丙烯微發(fā)泡材料。
本實(shí)施例制備的聚丙烯微發(fā)泡材料的截面泡孔結(jié)構(gòu)照片見圖4。拉伸強(qiáng)度為26. 2MPa，彎曲強(qiáng)度為33. 7MPa，沖擊強(qiáng)度為36. lkj/m2，泡孔直徑小且分布均勻，微發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料的密度為O. 65g/cm3。
權(quán)利要求
1.一種聚丙烯發(fā)泡母料，其特征在于其原料按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成為 聚乙烯30-50份， 發(fā)泡劑20-30份， 納米蒙脫土30-40份， 單硬脂酸甘油酯2-5份， 硬脂酸鋅1-2份， 聚二甲基硅氧烷0.5-1. 5份， 勻泡劑0-1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚丙烯發(fā)泡母料，其特征在于所述聚乙烯為低密度聚乙烯，熔融溫度為105-135°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚丙烯發(fā)泡母料，其特征在于所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺。
4.一種權(quán)利要求1、2或3所述的聚丙烯發(fā)泡母料的制備方法，包括發(fā)泡劑的活化和發(fā)泡母料的制備，其特征在于 所述發(fā)泡劑的活化是將發(fā)泡劑、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅、聚二甲基硅氧烷和勻泡劑混合并于60-80°C活化10-15min，得到活化的發(fā)泡劑； 所述發(fā)泡母料的制備是將聚乙烯、納米蒙脫土和活化的發(fā)泡劑在高速混合機(jī)中混合均勻，然后通過擠出機(jī)擠出造粒得到發(fā)泡母料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于擠出機(jī)擠出造粒時(shí)的參數(shù)為溫度、100-200 0C，螺桿轉(zhuǎn)速 200-400r/min，喂料轉(zhuǎn)速 30_60r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚丙烯發(fā)泡母料及其制備方法，是以聚乙烯樹脂為基體，添加偶氮二甲酰胺、納米蒙脫土、單硬脂酸甘油酯、硬脂酸鋅、聚二甲基硅氧烷、勻泡劑混合后擠出造粒制得發(fā)泡母料。本發(fā)明制得的發(fā)泡母料，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低，用作聚丙烯微發(fā)泡材料制備時(shí)，發(fā)泡母料在樹脂中的添加量少，克服了超臨界法制備微發(fā)泡材料投入成本大，生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，工藝要求高的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/34GK102634096SQ201210101328
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者任鳳梅, 周正發(fā), 徐衛(wèi)兵, 王雷, 陳俊偉 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)