一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，所述发泡板材或片材采用高熔体强度均聚聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得到：在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，两阶段反应中使用的外给电子体分别为硅烷类化合物和二醚类化合物。本发明专利技术以宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯为原料，实现聚丙烯原料的稳定化，使得发泡窗口有效扩大，工艺易于调整，可以制备出表面自结皮光滑，泡孔直径均匀，闭孔硬质结构，密度为0.2～0.9g/cm3、厚度为0.1～400mm的聚丙烯发泡板材或片材，可广泛应用于保温餐饮具、汽车内饰件、建筑模板、野营用品、装修材料夹层、产品减震包装等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法。
技术介绍
发泡材料主要包括发泡珠粒、发泡板材或片材等表观形式；发泡板材或片材广泛用于容器、建筑材料、汽车零件和冲击能吸收材料等领域。PP发泡板材主要采用挤出方法进行成型加工。挤出成型具有很高的生产效率，并且容易实现自动化。早期的PP发泡板材多为采用交联工艺的两步挤出发泡成型方法所制备。即将PP树脂与发泡剂、交联剂、成核剂等进行充分混合，然后在挤出机上挤出为板材，随后将未发泡的PP板材进行交联，再在发泡炉中进行发泡成型，交联可以采用辐射交联和化学交联两种方法，树脂在发泡之前的交联可以使其熔体粘度随着温度升高而降低的速度变慢，从而在较宽的温度范围内具有适当的熔体粘度。这种方法将混料和发泡分开进行，挤出机仅仅进行发泡组分的混合，且该方法得到的聚丙烯发泡材料由于交联不可重复利用，对环境容易造成污染。中国专利CN201010134664.9（2010年3月26日申请）公开了一种新型的高倍率交联发泡聚丙烯板材及其制备方法。该高倍率交联发泡聚丙烯板材包括聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，利用辐照法克服了温度高于熔点后聚丙烯熔体强度迅速下降的趋势，制备出了性能优良的产品，使材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能均有明显的提高。但该方法是一种制备聚丙烯发泡材料的交联法，得到发泡聚丙烯不具有可回收性，作为包装及汽车材料使用不可回收，将造成环境污染。类似专利还有中国专利CN101081914A及CN1131277C。当发泡板材或片材用于建筑隔断，文件夹等用途时需要较高的力学性能，对模量强度有更高的要求，普通均聚聚丙烯所得到的发泡板材无法满足这种要求；且其泡孔密度低，不均匀，导致力学性能较差。此外，由于制备不同用途的发泡制品时需要在较宽的发泡温度范围内对发泡倍率进行调整。故需要提供一种高泡孔密度，高力学性能，宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材的制备方法。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材的制备方法。得到了符合环保要求的可降解、泡孔均匀、闭孔率高、物理耐热性高、密度可控、表面光滑、力学性能佳、生产成本低且适合规模化生产的聚丙烯发泡板材或片材。本专利技术提供一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，所述发泡板材或片材采用均聚聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得到：在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，其中，在包括第一外给电子体组分的齐格勒-纳塔催化剂存在下进行第一阶段丙烯均聚合反应，所得聚合物的MFR控制为0.01～0.4g/10min；在第一阶段反应生成物的基础上、在氢气和第二外给电子体组分存在下继续进行第二阶段丙烯均聚合反应；合并两段所得聚合物得到所述均聚聚丙烯，其MFR控制为0.2～15g/10min；且其中所述第一外给电子体为硅烷类化合物，第二外给电子体为二醚类化合物。在基体树脂中添加发泡剂，可以生产聚丙烯发泡板材或片材。发泡剂可以是无机发泡剂或有机发泡剂，无机发泡剂例如为空气、氮气、二氧化碳、氧气和水，有机发泡剂在一定温度和压力下分解释放气体，在树脂等可发性材料中形成多孔的泡状结构。在上述制备方法中，优选地，所述硅烷类化合物为四个连接在硅原子上的有机基团任选自烃基和烷氧基的化合物。更加优选地，所述硅烷类化合物为选自四甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲基异丁基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和二环戊基二甲氧基硅烷中的一种或多种。本专利技术中，优选地，所述二醚类化合物为1,3-二醚类化合物，其结构通式为：其中，R1和R2相同或者不同，优选R1和R2均为C1～C20的直链烷基；R3～R8彼此相同或者不同，选自氢、卤原子、直链或支链的C1～C20烷基、C3～C20环烷基、C6～C20芳基、C7～C20烷芳基、C7～C20芳烷基中的一种，R3～R8的基团间可键连成环。更优选，所述二醚类化合物为选自2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-苯甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-双（环己甲基）-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-3,7-二甲辛基-二甲氧基丙烷、2,2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-环己甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二异丁基-1,3-二乙氧基丙烷、2,2-二异丁基-1,3-二丙氧基丙烷、2-异丙基-2-异戊基-1,3-二乙氧基丙烷、2-异丙基-2-异戊基-1,3-二丙氧基丙烷和2,2-双（环己甲基）-1,3-二乙氧基丙烷中的一种或多种。在本专利技术中，优选的是所述齐格勒-纳塔催化剂包括以下组分，一种以镁、钛、卤素和内给电子体为主要组分的固体催化剂组分A、一种有机铝组分B和第一外给电子体组分C，其中组分A与组分B之间的重量比例以钛铝比计为1：10～500，组分B与组分C之间的重量比例为10～150：1。在上述方法的一个具体实例中，所述齐格勒-纳塔催化剂中的有机铝化合物与1,3-二醚类化合物外给电子体的摩尔比为1:1～30:1，优选为2:1～15:1。在本专利技术基体树脂均聚聚丙烯的制备过程中，第一阶段与第二阶段的氢气加入量以最终MFR的要求来控制。优选的，在第一阶段中，氢气含量小于或等于400ppmV；而第二阶段中氢气含量要高于第一阶段中氢气含量。在上述方法中，所述的第一阶段均聚合可以在液相-液相中，或在气相-气相中进行，或采用液－气组合技术进行。在一个具体的实施例中，其聚合方式为液相本体聚合。在进行液相聚合时，聚合温度为50～100℃，以60～85℃为好；聚合压力应高于丙烯在相应聚合温度下的饱和蒸汽压力。在气相聚合时聚合温度为50～100℃，以60～85℃为好；聚合压力可以是常压或更高，优选压力为1.0～3.0MPa（表压，下同）。所述第二阶段均聚合反应通常在气相中进行，聚合温度为50～100℃，以60～85℃为好；聚合压力可以是常压或更高，优选压力为1.0～3.0MPa（表压，下同）。上述均聚合反应可以连续进行，也可以间歇进行。连续聚合可以是两个或多个串联的液相反应器和/或气相反应器，液相反应器可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，其特征在于，所述发泡板材或片材采用均聚聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得到：在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，其中，在包括第一外给电子体组分的齐格勒‑纳塔催化剂存在下进行第一阶段丙烯均聚合反应，所得聚合物的MFR控制为0.01～0.4g/10min；在第一阶段反应生成物的基础上、在氢气和第二外给电子体组分存在下继续进行第二阶段丙烯均聚合反应；合并两段所得聚合物得到所述均聚聚丙烯，其MFR控制为0.2～15g/10min；且其中所述第一外给电子体为硅烷类化合物，第二外给电子体为二醚类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，其特征在于，所述发泡板材或片材采用均聚
聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述均聚聚丙烯采用如下方法制备
得到：在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，其中，
在包括第一外给电子体组分的齐格勒-纳塔催化剂存在下进行第一阶段丙烯均聚合反应，
所得聚合物的MFR控制为0.01～0.4g/10min；在第一阶段反应生成物的基础上、在氢气
和第二外给电子体组分存在下继续进行第二阶段丙烯均聚合反应；合并两段所得聚合
物得到所述均聚聚丙烯，其MFR控制为0.2～15g/10min；且其中所述第一外给电子体
为硅烷类化合物，第二外给电子体为二醚类化合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷类化合物为四个连接在硅原子上
的有机基团任选自烃基和烷氧基的化合物；优选所述硅烷类化合物为选自四甲氧基硅
烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲
氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基
硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、甲基环
己基二甲氧基硅烷、甲基异丁基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧
基硅烷和二环戊基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二醚类化合物为1,3-二醚类化合物，其
结构通式为：
其中，R1和R2相同或者不同，优选R1和R2均为C1～C20的直链烷基；R3～R8彼
此相同或者不同，选自氢、卤原子、直链或支链的C1～C20烷基、C3～C20环烷基、C6～C20
芳基、C7～C20烷芳基、C7～C20芳烷基中的一种，R3～R8的基团间可键连成环。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二醚类化合物为选自2,2-二异丁基-1,3-
二甲氧基丙烷、2,2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-苯甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-
异戊基-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏，吕明福，张师军，毕福勇，徐凯，吕芸，邵静波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11