一种可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及发泡聚丙烯领域，公开了一种可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法。该组合物含有聚丙烯、聚合物熔体强度改性剂和发泡剂；所述聚合物熔体强度改性剂为含有酰亚胺基团和醚键的改性聚丙烯，或含有酰胺基团和醚键的改性聚丙烯；所述聚合物熔体强度改性剂通过聚(丙烯‑接枝‑极性单体)与含氨基化合物进行反应得到；所述含氨基化合物包括化合物A和化合物B，所述化合物A为含有氨基基团、醚键和芳基基团的化合物，所述化合物B为多胺化合物。本发明专利技术的可发泡聚丙烯组合物可以制备得到发泡倍率大的发泡聚丙烯，发泡倍率可以达到12倍以上，发泡平均孔径为300～500μm。

【技术实现步骤摘要】
一种可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法
本专利技术涉及发泡聚丙烯领域，具体地，涉及一种可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法。
技术介绍
泡沫塑料具有质量轻、热导率低、隔热、隔音及缓冲等优异的性能，广泛应用于日用、包装、运输、建筑等领域。聚丙烯树脂来源广泛、价格低廉，作为发泡材料，相对于聚苯乙烯、聚乙烯等传统发泡材料具有更优异的性能，例如具有更好的刚性、硬度、抗冲击性能及耐温性能等。但是采用普通聚丙烯树脂进行发泡时，可加工操作温度范围窄，发泡成形难。这是因为聚丙烯是结晶性塑料，发泡只能在结晶熔点附近进行。普通聚丙烯树脂发泡时从熔点到泡孔破裂的温度差小，当达到熔融结晶温度后熔体黏度迅速下降，而且在结晶过程中释放出大量的结晶热，使聚丙烯的熔体黏度和熔体强度进一步下降。因此，普通聚丙烯熔体强度小、无法包裹住气泡，容易造成发泡过程气体逃逸现象，从而导致泡孔塌陷、气泡合并，无法制得优良的发泡制品。要制备高发泡倍率且泡孔均匀的聚丙烯发泡材料，首要的是聚丙烯树脂原料的性能改善。改善聚丙烯性能的途径有使用高熔体强度聚丙烯、聚丙烯部分交联和聚丙烯共混改性等。CN105273314A公开了一种聚丙烯发泡隔热材料，以无规聚丙烯和氯化聚乙烯作为发泡材料的基体树脂，以添加适量的氯化聚乙烯改善聚丙烯的发泡性能，同时起到增韧的作用。CN103756124A公开了一种聚丙烯发泡材料，组成中含有乙烯丙烯酸共聚物，可以通过在过氧化物作用下与聚丙烯接枝，形成聚丙烯长支链，产生高熔体强度聚丙烯。CN104356305A公开了一种基于固相接枝制备高熔体强度聚丙烯的方法，其中原料组成为聚丙烯100重量份，引发剂0.01-1重量份，多官能团单体0.1-5重量份，抗氧剂0.1-5重量份；具体步骤为：在高速混合机中加入聚丙烯、多官能团单体、抗氧剂搅拌均匀，容器的加热温度设置为90-120℃，高速混合机转速为700-1400rpm；然后加入引发剂，搅拌反应10-60min；反应结束后，放料至冷混机中，加入抗氧剂0-0.5重量份，经冷混降温，出料，即得到所述高熔体强度聚丙烯。此外，英国的Zote公司生产了微交联的热成型聚丙烯泡沫塑料。瑞士Alveo公司也生产辐射交联PP/PE泡沫，用于汽车工业中。US5047446公开了一种由直链半结晶通常是固体的聚丙烯材料制造高分子量、长链支化聚丙烯材料的方法，它所处的环境是要保持活性氧的浓度小于15％(体积)，该方法包括用高能离子辐射辐照所述的直链聚合物材料的阶段和用加热方式使被辐照聚合物材料中的残余自由基团减活化的阶段，其特征是该方法的改进包括在减活化残余自由基团之间，40℃-110℃的温度范围下加热该被辐照聚合物材料至少达10min。US5414027和US5541236公开了一种通常是固体的、高分子量、非线性、基本上无凝胶的丙烯聚合物材料，其具有应变硬化伸长粘度和增强的熔体强度。通过高能量离子辐照交联制备而得高熔体强度聚丙烯。聚丙烯的发泡方法通常可以分为物理发泡和化学发泡两种方法。物理发泡法需要采用专用的发泡剂的计量、加压和注入系统，发泡剂通常在聚丙烯完全熔融的挤出机相应位置处加入。聚丙烯化学发泡则采用普通的挤出制备。CN105566751A公开了一种高结晶性聚丙烯树脂发泡母粒及其制备方法，采用化学发泡的方法，以PP和LDPE为基体树脂，加入化学发泡剂、成核剂、润滑剂、表面活性剂等助剂在高混机中混合均匀，再加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到高结晶度的聚丙烯发泡母粒，用于聚丙烯注塑发泡，发泡板材、发泡型材和发泡管材的挤出。CN101125947A公开了一种含长支链结构的高熔体强度聚丙烯及其制备方法。该技术所公开的含长支链结构的高熔体强度聚丙烯制备方法步骤如下：将A组分与抗氧剂和热稳定剂在混合釜中充分混合后，以60-200g/min的速度从喂料口加入反应型双螺杆挤出机中，将B组分有机溶液从双螺杆挤出机的一侧加入挤出机中，超临界二氧化碳流体从双螺杆挤出机另一侧加入到挤出机。双螺杆挤出机第一加热区为180～220℃，其他加热区为140～220℃；挤出造粒，得到高熔体强度聚丙烯树脂。组分A为接枝率＞0.3％的极性单体熔融接枝聚丙烯聚合物，B组分为胺类或醇类化合物。该技术是利用胺类、醇类化合物中的氨基或羟基与聚丙烯接枝物上的官能团发生反应，产生长支链结构，达到提高熔体强度的目的。该技术测定了样品的力学性能、熔体流动速率，未给出熔体强度的测定数据。CN105367899A公开了一种用于生产聚丙烯发泡板材的聚丙烯母粒的配方，包括：1-4％重量份的纳米级聚甲基丙烯酸甲酯微球、1-10％重量份的纳米级聚乙烯微球、1-8％重量份的丁基胶、1-3％重量份的3-羟基丙腈、0.1-0.6％重量份的氯己定、0.1-1％重量份的苯扎溴铵、0.1-0.6％重量份的甲基对本二酚、0.1-0.5％重量份的二乙烯基苯、0.1-0.5％重量份的氧化二异丙苯、0.2-0.9％重量份的三氧化二锑、0.1-2％重量份的抗氧化剂和聚丙烯余量。但是现有技术均未能获得发泡倍率大的发泡聚丙烯制品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于如何获得具有发泡倍率大的发泡聚丙烯，提供了一种可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法。为实现前述目的，本专利技术提供了一种可发泡聚丙烯组合物，其中，该组合物含有聚丙烯、聚合物熔体强度改性剂和发泡剂；所述聚合物熔体强度改性剂为含有酰亚胺基团和醚键的改性聚丙烯，或含有酰胺基团和醚键的改性聚丙烯；所述聚合物熔体强度改性剂通过聚(丙烯-接枝-极性单体)与含氨基化合物进行反应得到；所述含氨基化合物包括化合物A和化合物B，所述化合物A为含有氨基基团、醚键和芳基基团的化合物，所述化合物B为多胺化合物。本专利技术还提供了一种发泡聚丙烯，该发泡聚丙烯通过本专利技术的可发泡聚丙烯组合物进行发泡成型而得到；该发泡聚丙烯的发泡倍率为12倍以上，该发泡聚丙烯中泡孔的平均孔径为300～500μm；其中，发泡成型温度为180～210℃，发泡成型压力为0.1～0.2MPa。本专利技术还提供了一种本专利技术的发泡聚丙烯的制备方法，该方法包括：(1)将聚(丙烯-接枝-极性单体)与含氨基化合物在温度150℃～220℃下进行挤出反应，得到聚合物熔体强度改性剂，其中，所述聚(丙烯-接枝-极性单体)中的极性单体与所述含氨基化合物发生化学反应；所述含胺基物质包括化合物A和化合物B，所述化合物A为含有氨基基团、醚键和芳基基团的化合物，所述化合物B为多胺化合物；(2)将聚丙烯、所述聚合物熔体强度改性剂和发泡剂在150℃～180℃下进行共混得到可发泡聚丙烯母粒；(3)将所述可发泡聚丙烯母粒在温度为180℃～210℃和压力为0.1～0.2MPa下进行压制成型5～15min，再冷却至128℃～140℃，得到发泡聚丙烯。本专利技术的可发泡聚丙烯组合物中加入含有酰亚胺基团和醚键的改性聚丙烯，或含有酰胺基团和醚键的改性聚丙烯作为聚合物熔体强度改性剂，可以进一步制备具有更大的发泡倍率的发泡聚丙烯。该发泡聚丙烯经180℃～210℃、0.1～0.2MPa下压制成型5～15min，再冷却至128℃～140℃而得到，可以获得发泡倍率达到12倍以上，并且发泡平均孔径为300～500μm。本专利技术的其它特征和优点将在随后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可发泡聚丙烯组合物，其特征在于，该组合物含有聚丙烯、聚合物熔体强度改性剂和发泡剂；所述聚合物熔体强度改性剂为含有酰亚胺基团和醚键的改性聚丙烯，或含有酰胺基团和醚键的改性聚丙烯；所述聚合物熔体强度改性剂通过聚(丙烯‑接枝‑极性单体)与含氨基化合物进行反应得到；所述含氨基化合物包括化合物A和化合物B，所述化合物A为含有氨基基团、醚键和芳基基团的化合物，所述化合物B为多胺化合物。

【技术特征摘要】
1.一种可发泡聚丙烯组合物，其特征在于，该组合物含有聚丙烯、聚合物熔体强度改性剂和发泡剂；所述聚合物熔体强度改性剂为含有酰亚胺基团和醚键的改性聚丙烯，或含有酰胺基团和醚键的改性聚丙烯；所述聚合物熔体强度改性剂通过聚(丙烯-接枝-极性单体)与含氨基化合物进行反应得到；所述含氨基化合物包括化合物A和化合物B，所述化合物A为含有氨基基团、醚键和芳基基团的化合物，所述化合物B为多胺化合物。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述化合物A选自4,4’-二氨基二苯醚、苯氧基苯胺、3,4’-二氨基二苯醚和3,3’,4,4’-四氨基二苯醚中的至少一种；优选地，所述化合物A选自4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚和3,3’,4,4’-四氨基二苯醚中的至少一种；所述化合物B选自烷基二胺、亚烷基二胺、亚烷基三胺、亚烷基四胺、亚烷基五胺和芳基二胺中的至少一种；优选地，所述化合物B选自C2-C12的烷基二胺、C2-C12的亚烷基二胺、C2-C12的亚烷基三胺、C2-C12的亚烷基四胺、C2-C12的亚烷基五胺和C6-C18的芳基二胺中的至少一种；更优选地，所述化合物B选自四亚乙基五胺、三亚乙基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、对苯二胺、间苯二胺和1,12-二氨基十二烷中的至少一种；最优选地，所述化合物B选自四亚乙基五胺、1,12-二氨基十二烷和对苯二胺中的至少一种。3.根据权利要求1所述的组合物，其中，极性单体选自马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种；优选选自马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。4.根据权利要求1或3所述的组合物，其中，所述聚(丙烯-接枝-极性单体)的接枝率为0.1～3重量％，优选为0.5～2重量％，更优选为0.8～1.5重量％；所述聚(丙烯-接枝-极性单体)的熔融指数为30g/10min～600g/10min。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，以所述聚合物熔体强度改性剂的总重为基准，所述聚(丙烯-接枝-极性单体)的含量为98～99.8重量％，化合物A的含量为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：于芳，马伊，梁文斌，张寅灵，刘国刚，张春波，常贺飞，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11