一種高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 注塑發(fā)泡能夠降低制品的重量，減少樹脂材料的使用，降低生產(chǎn)成本，具有非常重 要的意義。但是高結(jié)晶性PP在注塑發(fā)泡過程中，存在發(fā)泡后力學(xué)性能下降明顯，表面氣痕 嚴重，光澤度下降等問題，嚴重制約了此技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣及應(yīng)用。
[0003] 目前解決方法是通過化學(xué)發(fā)泡劑配方的改進，盡量的細化和勻化泡孔的尺寸和分 布，有效的降低由于化學(xué)發(fā)泡帶來的力學(xué)性能下降，但是泡孔的細化和勻化有所限制，到達 一定程度后很難繼續(xù)改變。從目前的技術(shù)水平來看，泡孔尺寸已經(jīng)足夠小，泡孔分布已經(jīng)足 夠均勻，但是帶來的力學(xué)性能下降，仍舊是廠家擔(dān)心的主要問題。
[0004] 因此，我們在首先保證泡孔尺寸和分布的前提下，提高注塑發(fā)泡過程中非發(fā)泡區(qū) 域的力學(xué)性能，這樣在兩方面的措施下，大幅度的降低了由于化學(xué)發(fā)泡帶來的力學(xué)性能下 降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中高結(jié)晶性聚丙烯PP在注塑發(fā)泡過程中由于化學(xué)發(fā)泡帶來 的力學(xué)性能下降的缺陷，提出了一種高結(jié)晶性聚丙烯樹脂發(fā)泡母粒及其制備方法，在保證 泡孔尺寸和分布的前提下，同時提高非發(fā)泡區(qū)域的力學(xué)性能。
[0006] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：本發(fā)明的一種高結(jié)晶 性聚丙烯發(fā)泡母粒，包含如下重量份的組分：
[0007] 基體樹脂LDPF 100份 發(fā)泡劑 10-200份 成核劑1 1-50份 成核劑2 0,1-加份 潤滑劑 0.1-5份 表面活性劑 0.1-5份 其他助劑 0,1-2份
[0008] 本發(fā)明的高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒還包括0. 1-10重量份的光亮劑，所述的光亮 劑選自非反應(yīng)型的氨基改性聚二甲基硅氧烷、反應(yīng)型氨基硅、改性聚乙烯蠟、極性改性乙撐 雙硬脂酰胺的一種或幾種的混合物。
[0009] 其中所述的發(fā)泡劑選自碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、檸檬酸、硼氫化鈉、偶氮二甲 酰胺、偶氮二異丁腈、二亞硝基五次甲基四胺、4, 4-氧代雙苯磺肼、對甲苯磺酰胺基脲、聯(lián)二 脲或三肼基三嗪的一種或者幾種的混合物。
[0010] 其中所述的成核劑1選自碳酸鈣、滑石粉、氧化鈣、二氧化硅、炭黑或云母的一種 或幾種的混合物。
[0011] 其中所述的成核劑2選自松香類、有機磷酸鹽類、二芐叉山梨醇類、β成核劑的一 種或幾種的混合物，所述β成核劑包括稠環(huán)類、雙組份類、芳香胺類或稀土類成核劑。
[0012] 其中所述的潤滑劑選自EBS、石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、高分 子蠟或硅油的一種或幾種的混合物。
[0013] 其中所述的表面活性劑為：十二烷基硫酸鈉、硬脂酸或十二烷基苯磺酸鈉的一種 或幾種的混合物。
[0014] 其中所述的其他助劑為四（3,5_二叔丁基-4-羥基）苯丙酸季戊四醇酯或三 [2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的一種或兩種的混合物。
[0015] 本發(fā)明的一種高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒的制備方法，是將各組分按配比混合；將 混合均勻的物料送入雙螺桿擠出機中進行造粒。
[0016] 其中所述將各組分按配比混合的步驟具體為：添加物料入混料機內(nèi)；驅(qū)動所述混 料機轉(zhuǎn)動，以帶動所述物料混合，所述混料時間為3-7min，轉(zhuǎn)速為400-600r/min，在旋轉(zhuǎn)過 程中保持物料溫度為30-40°C。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明在采用現(xiàn)有工藝中能夠保 證泡孔尺寸足夠小、泡孔分布足夠均勻的發(fā)泡劑的基礎(chǔ)上，在配方中添加了 PP高效成核 劑，即將成核劑1和成核劑2結(jié)合使用，能夠在注塑發(fā)泡過程中，提高非發(fā)泡區(qū)域的力學(xué)性 能。
[0018] 本發(fā)明的配方中還添加了光亮劑，能夠降低分子間作用力，提高樹脂與化學(xué)發(fā)泡 劑組分間的相容性，易于形成均相體系，減少光澤度的下降，降低色差的形成，提高制品表 面質(zhì)量。
【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明的一種高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒，包含如下重量份的組分：
[0020] 基體樹脂LDPE 100份 發(fā)泡劑 10-200份
[0021] 成核劑1 1-50份 成核劑2 0.1-20份 潤滑齊丨J 0.1-5份 表面活性劑 0.1-5份 其他助劑 0.1-2份&
[0022] 優(yōu)選的，組分中還包括0. 1-10重量份的光亮劑，所述光亮劑選自非反應(yīng)型的氨基 改性聚二甲基硅氧烷、反應(yīng)型氨基硅、改性聚乙烯蠟、極性改性乙撐雙硬脂酰胺的一種或幾 種的混合物。所述光亮劑具有超高的流動性、較低的熔點、較高的光亮性，在制品成型過程 中，易于填充氣泡破裂產(chǎn)生的氣痕，減少光澤度的下降，降低色差的形成，提高制品表面質(zhì) 量。光亮劑還能夠降低分子間作用力，提高樹脂與化學(xué)發(fā)泡劑組分間的相溶性，易于形成均 相體系，有利于氣體、成核劑以及成核熱點的分散，與成核劑具有增效的作用，易于形成均 勻而細小的泡孔，提高制品的力學(xué)性能，有效的降低由于化學(xué)發(fā)泡帶來的力學(xué)性能下降。
[0023] 其中所述的基體樹脂為低密度聚乙烯（LDPE)。
[0024] 其中所述的發(fā)泡劑選自碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、檸檬酸、硼氫化鈉、偶氮二甲 酰胺、偶氮二異丁腈、二亞硝基五次甲基四胺、4, 4-氧代雙苯磺肼、對甲苯磺酰胺基脲、聯(lián)二 脲或三肼基三嗪的一種或者幾種的混合物。
[0025] 其中所述的成核劑1選自碳酸鈣、滑石粉、氧化鈣、二氧化硅、炭黑或云母的一種 或幾種的混合物。
[0026] 其中所述的成核劑2選自松香類、有機磷酸鹽類、二芐叉山梨醇類、β成核劑的一 種或幾種的混合物，所述β成核劑包括稠環(huán)類、雙組份類、芳香胺類或稀土類成核劑。
[0027] 其中所述的潤滑劑選自EBS(乙撐雙硬脂酰胺）、石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣、硬脂 酸鎂、硬脂酸鋅、高分子蠟或硅油的一種或幾種的混合物。
[0028] 其中所述的表面活性劑為：十二烷基硫酸鈉、硬脂酸或十二烷基苯磺酸鈉的一種 或幾種的混合物。
[0029] 其中所述的其他助劑為四（3,5_二叔丁基-4-羥基）苯丙酸季戊四醇酯或三 [2, 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的一種或兩種的混合物。
[0030] 本發(fā)明的一種高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒的制備方法，是將物料混合；將混合好的 物料送入雙螺桿擠出機中進行造粒。
[0031] 具體的，可以利用混料機進行混料。所述將物料混合的步驟具體為：添加物料入混 料機內(nèi)；驅(qū)動所述混料機轉(zhuǎn)動，以帶動所述物料混合。
[0032] 優(yōu)選的，混料時間為3-7min，混料機轉(zhuǎn)速為400-600r/min。優(yōu)選的，在混料過程中 保持物料溫度為30-40°C。
[0033] 優(yōu)選的，混料時間為5min，轉(zhuǎn)速為500r/min。優(yōu)選的，溫度為35°C。
[0034] 具體的，采用螺旋循環(huán)攪拌方法，使得各組分混合更加均勻；嚴格控制混合溫度、 轉(zhuǎn)速和時間，通過物理共混摩擦生熱的方法，提高不同組分間表面溫度，使得粉末狀填料均 勻覆蓋于不同組分表面。
[0035] 混合均勻后的原料通過自動上料系統(tǒng)進入雙螺桿擠出機擠出造粒，主要經(jīng)過固體 輸送、熔融塑化、剪切混合、計量四個階段。固體輸送段采用寬螺紋，加大物料輸送；熔融塑 化段嚴格保證溫度的前提下，采用小螺距螺紋與45°、60°嚙合塊的組合，使得各組分塑 化充分、均勻；剪切混合段采用嚙合塊與反向螺紋的組合，加大60°、90°嚙合塊與反向螺 紋的使用，保證剪切混合均勻，同時充分利用嚙合塊間的排氣功能；計量段保證準確計量； 除此之外，在排氣口處要采用大螺距螺紋元件，保證排出擠出過程中物料的水分、濕氣、夾 帶的空氣以及單體和低分子揮發(fā)物；雙螺桿擠出機的9個加熱溫區(qū)依次設(shè)定為105度、110 度、115度、120度、125度、130度、135度、130度、120度，機頭溫度130度，溫度的設(shè)定要保 證物料的充分熔融，擠出機的冷卻采用水冷的方式，防止料桶內(nèi)物料溫度過高，引起物料的 分解，影響母粒的質(zhì)量；主機頻率20-30HZ，喂料頻率20-40HZ，保證生產(chǎn)效率及生產(chǎn)加工的 順利進行。
[0036] 本發(fā)明涉及到的高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母?？捎糜诰郾┳⑺馨l(fā)泡，發(fā)泡板材、發(fā) 泡型材和發(fā)泡管材的擠出，發(fā)泡產(chǎn)品發(fā)泡比率高，泡孔尺寸小，泡孔密度小，制品外觀缺陷 小，力學(xué)性能下降小，為聚丙烯發(fā)泡開辟了一條新路徑。
[0037] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將結(jié)合實施例和對比 例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0038] 實施例1
[0039] 所述高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒的組分及重量份為：100kg LDPE、40kg偶氮二甲酰 胺、2kg滑石粉、2kg碳酸H500g二節(jié)叉山梨醇類成核劑、500g芳香胺類β成核劑、500g EBS、lkg硬脂酸鋅、500g十二烷基硫酸鈉、250g四（3, 5-二叔丁基-4-羥基）苯丙酸季戊四 醇酯、250g三[2, 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。
[0040] 所述高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒的制備方法為：將上述物料在高速混料機中混合 5min，混合溫度為35°C，轉(zhuǎn)速為500r/min。出料后在雙螺桿擠出機中擠出得到聚丙烯發(fā)泡 母粒，雙螺桿擠出機的9個加熱溫區(qū)依次設(shè)定為105°C、110°C、115°C、120°C、125°C、130°C、 135°C、130°C、120°C，機頭溫度為130°C，主機頻率為20-30Hz，喂料頻率為20-40Hz。
[0041] 實施例2
[0042] 所述高結(jié)晶性聚丙烯發(fā)泡母粒的組分及重量份為：100kg LDPE、40kg偶氮二異丁 腈、2kg滑石粉、2kg二氧化硅、500g有機磷酸鹽類成核劑、500g稀土類β成核劑、500g石 蠟、lkg硬脂酸鋅、500g十二烷基硫酸鈉、500g四（3, 5-二叔丁基-4-羥基）苯丙酸季戊四 醇酯。
[0043] 所述高結(jié)