一種增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒制備方法，包括以下步驟：a）通過(guò)兩種聚丙烯樹(shù)脂與結(jié)晶成核助劑，經(jīng)擠出機(jī)混煉、擠出、拉絲、切粒制備成聚丙烯微粒；b）增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒是將上述增強(qiáng)的聚丙烯微粒投入反應(yīng)釜，然后進(jìn)行加熱加壓，使聚丙烯微粒在高溫高壓下產(chǎn)生向外膨脹的內(nèi)部壓力，并在瞬間釋放至大氣，從而得到一定倍率的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒；步驟a）中，所述的兩種聚丙烯樹(shù)脂為一種易結(jié)晶的聚丙烯原料和一種高熔點(diǎn)的聚丙烯原料，高熔點(diǎn)聚丙烯的熔點(diǎn)在150℃～170℃；步驟a）中添加結(jié)晶成核劑；其中結(jié)晶成核劑占兩種聚丙烯樹(shù)脂添加量的重量百分比0.01%～2%；成核劑的粒徑在0.5～2μm。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)飾件、包裝材料、建筑材料、隔熱材料等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)泡聚丙烯材料包括各類(lèi)工程塑料，因其具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性能、機(jī)械加工性、耐燃性和可再生利用性能而用于各種不同領(lǐng)域。例如，汽車(chē)內(nèi)飾件，包裝材料、建筑材料，隔熱材料等。特別是在汽車(chē)等運(yùn)輸工具等領(lǐng)域中，發(fā)泡聚丙烯材料已經(jīng)用于各種零部件，例如保險(xiǎn)杠，遮陽(yáng)板，工具箱，座椅等。
[0003]目前，對(duì)于比普通EPP具有更高強(qiáng)度以及更輕的質(zhì)量的發(fā)泡聚丙烯制件的需求日益增長(zhǎng)。例如，在汽車(chē)領(lǐng)域中，保險(xiǎn)杠內(nèi)芯、工具箱、吸能模塊等等，都希望所采用的EPP具有較高的強(qiáng)度，以及優(yōu)異的抗緩沖、抗沖擊性能。在電子產(chǎn)品的包裝箱、周轉(zhuǎn)箱以及某些食品的運(yùn)輸容器也逐漸需要具有高強(qiáng)度的EPP產(chǎn)品。
[0004]至今，已知用于增強(qiáng)EPP的方法:
[0005]1.一種已知的方法，聚丙烯樹(shù)脂與有機(jī)過(guò)氧化物在擠出機(jī)中共混，制備交聯(lián)的聚丙烯，增強(qiáng)EPP，從而增強(qiáng)EPP制件的強(qiáng)度。
[0006]2.一種已知的方法，利用釜壓式發(fā)泡的工藝，在分散體系中加入有機(jī)過(guò)氧化物，然后利用在升溫過(guò)程中的過(guò)氧化物分解產(chǎn)生自由基引發(fā)聚丙烯粒子表面交聯(lián)，增強(qiáng)聚丙烯。
[0007]3.一種已知的方法，將聚丙烯樹(shù)脂與有機(jī)過(guò)氧化物和馬來(lái)酸酐混合，將馬來(lái)酸酐接枝到樹(shù)脂上，增強(qiáng)EPP。
[0008]之前對(duì)于EPP的增加都是從交聯(lián)的角度對(duì)單一粒子進(jìn)行增強(qiáng)，一方面在實(shí)際生產(chǎn)中增加了成本，同時(shí)由于交聯(lián)劑的加入在工藝控制上更為嚴(yán)格、繁瑣；另一面，從環(huán)保角度講，交聯(lián)后的EPP限制其回收再利用的應(yīng)用面。
[0009]由于聚丙烯的晶核生成速率比較慢，降低了結(jié)晶度，形成的球晶不夠精細(xì)，導(dǎo)致聚丙烯在剛性上未能發(fā)揮至最佳性能。本發(fā)明的方法，僅利用結(jié)晶聚丙烯和高熔點(diǎn)聚丙烯結(jié)合的方式增強(qiáng)EPP，添加結(jié)晶成核劑，增大EPP粒子的結(jié)晶性，使得形成的球晶更為精細(xì)，從而增強(qiáng)粒子。整個(gè)過(guò)程不存在交聯(lián)反應(yīng)，完全可回收再利用，制備工藝簡(jiǎn)單，成型節(jié)省蒸汽，節(jié)約成本，是優(yōu)于以上增強(qiáng)EPP制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度、優(yōu)異緩沖性能和沖擊吸收性能的發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法。
[0011]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案是:一種增強(qiáng)聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012]a)通過(guò)兩種聚丙烯樹(shù)脂與結(jié)晶成核助劑，經(jīng)擠出機(jī)混煉、擠出、拉絲、切粒，制備成聚丙烯微粒。[0013]b)增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒是將上述增強(qiáng)的聚丙烯微粒投入反應(yīng)釜，然后進(jìn)行加熱加壓，使聚丙烯微粒在高溫高壓下產(chǎn)生向外膨脹的內(nèi)部壓力，并在瞬間釋放至大氣，從而得到一定倍率的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒。
[0014]所述加壓方式采用注入超臨界氣體，進(jìn)行汽化加壓，加壓壓力P在0.5~6Mpa。
[0015]步驟a)中，所述的兩種聚丙烯樹(shù)脂為一種易結(jié)晶的聚丙烯原料和一種高熔點(diǎn)的聚丙烯原料，高熔點(diǎn)聚丙烯的熔點(diǎn)在150°C~170°C ；
[0016]步驟a)中需要添加結(jié)晶成核劑。其中結(jié)晶成核劑占兩種聚丙烯樹(shù)脂添加量的重量百分比為0.01%~2%，顆粒的粒子在0.5~2 μ m。
[0017]高結(jié)晶與高熔點(diǎn)兩種聚丙烯樹(shù)脂質(zhì)量比為10-90:90-10，尤其是高結(jié)晶與高熔點(diǎn)聚丙烯樹(shù)脂質(zhì)量比為90-60:10-40更好。
[0018]進(jìn)一步，易結(jié)晶的聚丙烯及高熔點(diǎn)聚丙烯采用的是聚丙烯的均聚物或共聚物，共聚物包括二元或者三元。
[0019]進(jìn)一步，所述的結(jié)晶成核劑為無(wú)機(jī)物或者有機(jī)物；無(wú)機(jī)成核劑包括氮化硼、碳酸鈉、碳酸鉀、二氧化鈦、二氧化硅、三氧化二鋁、滑石粉、碳酸鎂等；有機(jī)成核劑包括苯甲酸、己二酸、二苯基醋酸、苯甲酸鈉、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、醋酸鈉、對(duì)苯酚磺酸鈉、對(duì)苯酚磺酸鈣、苯酚鈉等；使用時(shí)是單一添加或組合添加。
[0020]進(jìn)一步，結(jié)晶成核劑將無(wú)機(jī)和有機(jī)成核劑按1:2重量比添加。
[0021]進(jìn)一步，步驟a)中，混煉時(shí)還包括添加助劑，所述助劑為分散劑、降煙劑、抗氧劑、抗靜電劑、紫外吸收劑、阻燃劑、色母粒、氣泡成核劑、偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑中的一種或幾種，添加量為兩種聚丙烯樹(shù)脂總質(zhì)量的1%~20%。
[0022]進(jìn)一步，步驟b)中，所述反應(yīng)釜內(nèi)還包括助劑，所述助劑為分散劑、乳化劑、低電導(dǎo)率介質(zhì)、表面活性劑、消泡劑中的一種或幾種，優(yōu)選分散劑、表面活性劑及消泡劑，添加量為改性聚丙烯微?？傎|(zhì)量的1%~10%。
[0023]進(jìn)一步，步驟b)中，所述加壓氣體為氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、空氣中一種或者多種。
[0024]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在現(xiàn)有EPP珠粒的基礎(chǔ)上，根據(jù)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)出一種具有高強(qiáng)度(彎曲強(qiáng)度提高20%以上)、高抗沖的EPP珠粒(抗沖擊指標(biāo)性能提高10%)。相對(duì)于現(xiàn)有的制備方法，在不采用交聯(lián)的方式基礎(chǔ)上制備高強(qiáng)度EPP，具有完全可回收再利用且制備方法簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，考慮成型成本問(wèn)題，在成型時(shí)具有節(jié)省蒸汽的優(yōu)勢(shì)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是實(shí)施例1所得的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒掃描電鏡照片(EPP珠粒斷面的掃描電鏡照片)。
[0026]圖2是實(shí)施例1所得的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的熱晗值(DSC)分析曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】:
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好的理解本發(fā)明。然而，實(shí)施例中所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳 細(xì)描述的本發(fā)明。其中結(jié)晶成核劑添加量的重量是總的聚丙烯原料百分比為0.7%~1.3%。實(shí)施例中添加的結(jié)晶成核劑為氮化硼、二氧化硅、二氧化鈦或三氧化二鋁；但新的實(shí)施例表明:結(jié)晶成核劑將無(wú)機(jī)和有機(jī)成核劑按1:2重量比添加的工藝效果更好:氮化硼、二氧化硅、二氧化鈦或三氧化二鋁與苯甲酸、苯甲酸鈉、硬脂酸鈉均可組合添加，總體效果優(yōu)于單一無(wú)機(jī)成核劑，得到下屬結(jié)果:
[0028]實(shí)施案例:表1
【權(quán)利要求】
1.一種增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a)通過(guò)兩種聚丙烯樹(shù)脂與結(jié)晶成核助劑，經(jīng)擠出機(jī)混煉、擠出、拉絲、切粒制備成聚丙烯微粒； b)增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒是將上述增強(qiáng)的聚丙烯微粒投入反應(yīng)釜，然后進(jìn)行加熱加壓，使聚丙烯微粒在高溫高壓下產(chǎn)生向外膨脹的內(nèi)部壓力，并在瞬間釋放至大氣，從而得到一定倍率的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒； 步驟a)中，所述的兩種聚丙烯樹(shù)脂為一種易結(jié)晶的聚丙烯原料和一種高熔點(diǎn)的聚丙烯原料，高熔點(diǎn)聚丙烯的熔點(diǎn)在150°C~170°C ； 步驟a)中添加結(jié)晶成核劑；其中結(jié)晶成核劑占兩種聚丙烯樹(shù)脂添加量的重量百分比0.01%~2% ;結(jié)晶成核劑的粒徑在0.5~2 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒制備方法，其特征在于，易結(jié)晶的聚丙烯及高熔點(diǎn)聚丙烯采用的是聚丙烯的均聚物或共聚物，共聚物包括二元或者三元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒制備方法，其特征在于，結(jié)晶成核劑為無(wú)機(jī)物或者有機(jī)物；無(wú)機(jī)成核劑包括氮化硼、碳酸鈉、碳酸鉀、二氧化鈦、二氧化硅、三氧化二鋁、滑石粉、碳酸鎂等；有機(jī)成核劑包括苯甲酸、己二酸、二苯基醋酸、苯甲酸鈉、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、醋酸鈉、對(duì)苯酚磺酸鈉、對(duì)苯酚磺酸鈣、苯酚鈉等；使用時(shí)是單一添加或組合添加。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，其特征在于，其中結(jié)晶成核劑占總的聚丙烯原料添加量的重量百分比為0.7%~1.3%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述 的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，其特征在于，將無(wú)機(jī)和有機(jī)成核劑按1:2重量比添加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，其特征在于，步驟a)中，混煉時(shí)還包括添加助劑，所述助劑為分散劑、降煙劑、抗氧劑、抗靜電劑、紫外吸收劑、阻燃劑、色母粒、氣泡成核劑、偶聯(lián)劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑中的一種或幾種，添加量為兩種聚丙烯樹(shù)脂總質(zhì)量的1%~20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，其特征在于，步驟b)中，所述反應(yīng)釜內(nèi)還包括助劑，所述助劑為分散劑、乳化劑、低電導(dǎo)率介質(zhì)、表面活性劑、消泡劑中的一種或幾種，優(yōu)選分散劑、表面活性劑及消泡劑，添加量為改性聚丙烯微?？傎|(zhì)量的1% ~10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，其特征在于，步驟b中，所述加壓氣體為氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、空氣中一種或者多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)的聚丙烯發(fā)泡珠粒的制備方法，其特征在于，高結(jié)晶與高熔點(diǎn)兩種聚丙烯樹(shù)脂質(zhì)量比為10-90:90-10，尤其是高結(jié)晶與高熔點(diǎn)聚丙烯樹(shù)脂質(zhì)量比為 90-60:10-40 ο
【文檔編號(hào)】C08K3/38GK103509203SQ201310439081
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】曾佳, 黃蕓, 萬(wàn)惠忠, 朱民 申請(qǐng)人:無(wú)錫會(huì)通新材料有限公司