專利名稱：一種輻照交聯(lián)發(fā)泡聚丙烯材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及泡沫聚烯烴材料，更具體地講，涉及發(fā)泡聚丙烯材料及其制備方法。
由于聚丙烯熔融時粘度急劇下降，熔體強度很低，發(fā)泡成型非常困難。因此，常常采用交聯(lián)工藝來提高體系的熔融粘度，制備發(fā)泡聚丙烯。
以往，常采用化學交聯(lián)工藝制備發(fā)泡聚丙烯。例如，日本專利日特開昭61-143449公布了一種方法先將聚丙烯樹脂和有機過氧化物熔融混煉，得到部分交聯(lián)的PP樹脂，然后將部分交聯(lián)的PP或其混合物與揮發(fā)性發(fā)泡劑混合，送入擠出機擠出發(fā)泡。這種方法工藝復雜，控制困難。
近年來，一些公司采用輻照交聯(lián)工藝制備發(fā)泡聚丙烯。由于聚丙烯輻照時易降解，因此通過輻照交聯(lián)制備發(fā)泡聚丙烯往往需要較高的輻照劑量，且制品發(fā)泡倍率較低，其力學性能也會受到影響。例如，日本專利日特開昭63-3038公布了一種用輻照交聯(lián)工藝制備發(fā)泡聚丙烯的方法，但這種方法輻照劑量高達2～4兆拉德，發(fā)泡倍率僅2～3倍。又如，日本東麗公司專利日特開昭62-250039也公布了一種輻照交聯(lián)工藝制備泡沫聚丙烯的方法，輻照劑量為1～3兆拉德。
本發(fā)明目的是要提供一種發(fā)泡倍率高、力學性能良好的輻照交聯(lián)發(fā)泡聚丙烯材料。
本發(fā)明的另一個目的是提供所述的發(fā)泡聚丙烯材料的制備方法。
為達到上述目的，本發(fā)明采用耐輻照聚丙烯或耐輻照聚丙烯與聚乙烯的共混物為基體樹脂，使用高份數(shù)的發(fā)泡劑，在較低的輻照劑量下，制備高發(fā)泡倍率的發(fā)泡聚丙烯。
本發(fā)明所述的發(fā)泡聚丙烯材料基體樹脂為耐輻照聚丙烯或耐輻照聚丙烯與聚乙烯的共混物。在此耐輻照聚丙烯為《合成樹脂及塑料》，2000，7(4)7～12中所述的聚丙烯樹脂，即使用本申請人于中國專利CN85100997(
公開日為87.01.10)公開的N型聚丙烯催化劑所制備的聚丙烯樹脂，其具有高結晶度、高等規(guī)度、優(yōu)異的輻照穩(wěn)定性。
以上所說的耐輻照聚丙烯與聚乙烯的共混物中，聚乙烯所占的重量百分比為0％＜聚乙烯用量≤50％。
本發(fā)明的發(fā)泡聚丙烯材料發(fā)泡倍率為4～30，優(yōu)選為8～25。
本發(fā)明所述的輻照交聯(lián)發(fā)泡聚丙烯材料的制備方法如下(1)取以上所述的耐輻照聚丙烯或耐輻照聚丙烯和少量聚乙烯的混合物為原料，加入交聯(lián)助劑、發(fā)泡劑、成核劑和其它通用塑料加工助劑，混合均勻；(2)然后將混合物熔融共混造粒，壓片成型或直接擠出成型、注射成型或用其它方法成型。共混設備可使用橡塑加工業(yè)中的通用共混設備，可以包括開煉機、密煉機、單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機等。共混溫度控制在160～200℃；(3)所得片材或型材進行輻照交聯(lián)，常溫下放置48小時以上，消除自由基。輻照源可以是高能電子加速器、鈷、x-射線或紫外光，優(yōu)選高能電子加速器和鈷源。輻照劑量為0.2～50kGy，優(yōu)選0.4～30kGy。在使用鈷源輻照時，最好在氮氣氣氛下進行，以避免聚丙烯的過度降解；(4)然后將輻照交聯(lián)后的片材或型材在烘箱或發(fā)泡爐中恒溫加熱發(fā)泡或在壓機上加熱加壓發(fā)泡。烘箱或發(fā)泡爐恒溫加熱發(fā)泡的發(fā)泡溫度控制在195～240℃，優(yōu)選200～230℃；發(fā)泡時間1～15分鐘，優(yōu)選2～8分鐘。壓機加熱加壓發(fā)泡的溫度控制在200～225℃，優(yōu)選210～220℃；壓力0.5～5Mpa；發(fā)泡時間1～8分鐘，優(yōu)選2～3分鐘。
本發(fā)明所用的交聯(lián)助劑可以是單官能團的、雙官能團的或多官能團的。它們包括但不限于丙烯酸異辛酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)二季戊四醇六丙烯酸酯。其用量為基體樹脂重量的0.1～5％。
本發(fā)明所用發(fā)泡劑為分解溫度在180-240℃，優(yōu)選在190-230℃的化學發(fā)泡劑。它們包括但不限于偶氮二甲酰胺(AC)、N，N-二亞硝基五次甲基四胺(BN)、對甲苯磺酰氨基尿。其用量為基體樹脂重量的3～15％，優(yōu)選為5～12％。
本發(fā)明所用成核劑的作用是為聚合物提供適宜表面能的中心，降低了聚合物的整體表面張力，促進氣泡成核。它們在發(fā)泡溫度下應為固體。本發(fā)明所用成核劑包括但不限于苯甲酸鈉、醋酸鈉、對苯酚磺酸鈉、碳酸鈉、滑石粉、二氧化硅、二氧化鈦。其用量為基體樹脂重量的0.5～5％。
本發(fā)明所述的輻照交聯(lián)發(fā)泡聚丙烯材料發(fā)泡倍率為4～30，具有良好的力學性能。
本發(fā)明所述輻照交聯(lián)發(fā)泡聚丙烯材料的制備方法，可以在較低的輻照劑量下制備較高發(fā)泡倍率的泡沫聚丙烯。由于輻照劑量低，因此能耗低、產(chǎn)品成本低。
下面用實施例進一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限制。本發(fā)明的范圍在權利要求書中提出。
權利要求
1.一種輻照交聯(lián)發(fā)泡聚丙烯材料，其基體樹脂為耐輻照聚丙烯樹脂或耐輻照聚丙烯樹脂與聚乙烯的混合物，發(fā)泡材料發(fā)泡倍率為4～30倍。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)泡聚丙烯材料，其特征在于所述的耐輻照聚丙烯樹脂與聚乙烯的混合物中，聚乙烯所占的重量百分數(shù)為0％＜聚乙烯用量≤50％。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)泡聚丙烯材料，其特征在于所述的發(fā)泡材料發(fā)泡倍率為8～25倍。
4.根據(jù)權利要求1～3之任一項所述的輻照發(fā)泡聚丙烯材料的制備方法，是通過輻照法交聯(lián)及化學發(fā)泡而制得所述的發(fā)泡聚丙烯材料的，其特征在于包括以下步驟(1)將基體樹脂同加工助劑均勻混合，基體樹脂為耐輻照聚丙烯樹脂或耐輻照聚丙烯樹脂與聚乙烯的混合物，加工助劑包括分解溫度為180～240℃的化學發(fā)泡劑、交聯(lián)助劑及成核劑，發(fā)泡劑用量為基體樹脂重量的3～15％；(2)將混合物熔融共混后成型；(3)將型材進行輻照交聯(lián)，輻照源包括高能電子加速器、鈷源、X-射線或紫外光，輻照劑量為0.2～50kGy；(4)將交聯(lián)后的型材放置；(5)將放置后型材恒溫加熱發(fā)泡或加熱加壓發(fā)泡。
5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征是輻照源為高能電子加速器或鈷源。
6.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征是輻照劑量為0.4～30kGy。
7.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征是發(fā)泡劑包括偶氮二甲酰胺、N，N-二亞硝基五次甲基四胺、對甲苯磺酰氨基尿。
8.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征是發(fā)泡劑的用量為基體樹脂重量的5～12％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種輻照交聯(lián)發(fā)泡聚丙烯材料及其制備方法。本發(fā)明采用耐輻照聚丙烯或耐輻照聚丙烯與聚乙烯的共混物為基體樹脂,在較低的輻照劑量下,制備高發(fā)泡倍率的發(fā)泡聚丙烯材料。該發(fā)泡材料的發(fā)泡倍率為4～30。
文檔編號C08J9/00GK1346843SQ0012976
公開日2002年5月1日 申請日期2000年10月11日 優(yōu)先權日2000年10月11日
發(fā)明者喬金梁, 魏根栓, 張曉紅, 高建明, 呂玉杰, 張師軍, 劉軼群, 張薇, 李久強, 宋志海, 黃帆, 邵靜波, 尹華, 翟仁立, 呂立新 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院