一种PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法技术

本发明专利技术公开了一种PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法，包括以下步骤：(1)将活性炭和LDPE原料混合后通过普通塑料挤出机制得载体母粒；(2)将PP与LDPE混合均匀，形成PP/LDPE复合料；(3)将步骤(2)的PP/LDPE复合料通过普通塑料挤出机熔融、挤出、切粒后制得均匀的复合物；(4)将步骤(1)所制备的载体母粒浸入水中，数小时后捞出沥干并适当干燥；(5)将步骤(4)的载体母粒与步骤(3)所制备的复合物混合均匀形成混合物料；(6)将混合物料加入到普通的卧式注射成型机中即可生产PP/LDPE微孔制品。本发明专利技术制备产品的延展性达到普通注射件的3倍及以上，产品的断裂伸长率均在370％以上，采用水作为发泡剂，得来容易，成本低廉，贮存及加入均容易实施。

【技术实现步骤摘要】
一种PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法
本专利技术涉及PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法，属于聚合物材料的加工制造

技术介绍
近年来，塑料制品被广泛应用，其中注射制品因生产适应性强、效率高、易于自动化操作等特点占有重要比例。但随着能源特别是石油的紧缺，如何节约塑料原料导致了发泡制品的产生与发展。通常，发泡制品内部的泡孔是由塑料原料在成型过程中产生或外加某些气体而形成的。与普通发泡制品相比，微孔发泡制品具有独特的微孔形态和优良的力学性能，在包装、建筑、汽车工业、航天航空以及运动器材等行业中均有着广泛的应用。尽管如此，由于微孔的存在，微孔制品和常规制品相比，其力学性能通常较低。不过，微孔制品的力学性能也存在着较大差异，这种差异主要受微孔尺寸、密度及分布等泡孔结构参量的很大影响。以注射成型为例，对具有良好泡孔结构的微孔制品而言，其基本趋势为，拉伸强度和弯曲强度等均会下降，断裂伸长率也会下降，但也可以基本保持不变。如何能够提高所生产微孔制品的力学性能，哪怕仅为某一方面的力学性能，一直是工业实践者所期望解决的问题。作为两种常用的聚烯烃材料，聚丙烯(PP)与低密度聚乙烯(LDPE)可通过共混实现优势互补，但PP/LDPE共混物常规注射制品的拉伸断裂伸长率通常低于纯PP或LDPE的断裂伸长率，提高该共混物的延展性受到较多关注。近来，美国威斯康星大学的研究者发现了一种利用微发泡注射机来生产PP/LDPE超延展性微发泡制品的方法[SunX,KharbasH,PengJ,Turng,LS.Fabricationofsuperductilepolymericblendsusingmicrocellularinjectionmolding[J].ManufacturingLetters,2014,2:64～68]，这是首次公开了一种利用材料微发泡来制得延展性明显超过常规注射制品的方法。事实上，按照微孔形成及发泡剂类型的不同，微发泡方法常可分为化学发泡、物理发泡及机械混合发泡等。而利用微发泡注射机来生产微孔制品，属于物理发泡的一种，它多采用超临界流体(N2或CO2)作为发泡剂，由于微发泡注射机具有专门的气体注入及贮存装置，因而，该工艺较简单，控制方便，绿色环保，制品的质量稳定等。然而，这种方法受限于它需要专用装置，提高了相应的设备费用及成本，这就给相应的生产带来不便。由于水在常温常压下极其贮存，而它在高温下又可转变为气体，因而它事实上是一种较理想的物理发泡剂。目前，国际专利已公开了一种利用水作为发泡剂的发泡注射制品的生产制造方法。[TurngLS,PengJ.MethodofFabricatinganInjectionMoldedComponent[C],InternationalPatent,WO2012/099640A1.]该方法就利用水在高温下沸腾汽化并转变为水蒸汽的原理，将水作为物理发泡剂添加到普通的螺杆式注射成型机中来生产发泡制品，在该过程中，可将氯化钠、氯化钙或氯化锰等无机物溶于水中而成为成核剂。但这种方法的前提是所加工的树脂本身要易于吸水，因而，它在聚碳酸酯(PC)材料中取得到了较好的应用效果，但该方法对像聚丙烯(PP)与低密度聚乙烯(LDPE)等吸水率较低的材料则更不易实现。要想实现水含量的较好控制，寻找更为合适的载体成为关键。美国OHIO州的研究学者发现了一种利用炭黑作为载体的发泡注射方法。[CabreraED,MulyanaR,CastroJM,LeeLJ,MinY.PressurizedWaterPelletsandSupercriticalNitrogeninInjectionMolding[J].JournalofAppliedPolymerScience,2013,127:3760-3767.]该方法针对聚苯乙烯(PS)材料，将具有吸附作用的炭黑成功的转变为水的载体并生产出相应的注射制品。而能否利用水作为发泡剂并辅以一种合适的载体，在普通注射成型机中获得PP/LDPE超延展性制品仍不确定。因为，在常规注射成型机的料筒内含有一定水份的塑料原料一方面受热转化为熔化，另一方面水会受热分解，从而形成“气～熔复合物”，这种气熔复合物和普通的塑料熔体的注射、塑化等过程均具有较大的区别。目前的常规注射机并未考虑到这种所加工原料的差异，因而其基本结构并不利于其生产具有较好微孔结构的制品。因而在不改变设备装置的条件下，通过普通注射机来生产水发泡微孔制品会显得比较困难，更不用说利用它来生产超延展性的微孔制品了，它对工艺条件控制的要求较高。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法，在不对普通注射机作任何改动的情况下，仅通过合适的载水量及相应的工艺条件即可获得延展性比普通注射制品高3倍以上的产品。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法，包括以下步骤：(1)将活性炭和LDPE原料混合后通过普通塑料挤出机制得载体母粒；(2)将PP与LDPE混合均匀，形成PP/LDPE复合料；(3)将步骤(2)的PP/LDPE复合料通过普通塑料挤出机熔融、挤出、切粒后制得均匀的复合物；(4)将步骤(1)所制备的载体母粒浸入水中，数小时后捞出沥干并适当干燥；(5)将步骤(4)的载体母粒与步骤(3)所制备的复合物混合均匀形成混合物料；(6)将混合物料加入到普通的卧式注射成型机中即可生产PP/LDPE微孔制品，其中，卧式注射成型机中熔体温度的设定在190～220℃之间，混合物料在注射机料筒中经历的总时间保持在20秒～300秒之间，成型过程中的保压压力控制在5～15MPA之间，保压时间控制在0.5～3.0秒之间。作为优选，所述步骤(1)中活性炭与LDPE质量之比为1：(1～49)。作为优选，所述步骤(2)中LDPE与PP质量之比为1：(2～5)。作为优选，所述步骤(4)干燥后的载体母粒中水的质量与载体母粒总质量之比为(2～50)％。作为优选，所述步骤(5)最终形成的混合物料中水的质量与混合物料总质量之比为(1.0～2.0)％。作为优选，所述步骤(6)卧式注射成型机中注射压力设定在50～180MPA之间，注射时间设定在0.5～5秒之间。通常，在单个注射过程中，熔体温度、模具温度、注射压力、注射时间、保压压力、保压时间、冷却时间等均是影响制品品质的重要因素，同时，因为水分会受热转化气体的原因，其在注射机料筒内经历的总时间也是一个重要因素。其中熔体温度、原料在注射机料筒中经历的总时间、保压压力及保压时间等最为关键，在本专利技术中，卧式注射成型机中熔体温度的设定在190～220℃之间，同时，为防止流涎，关闭喷嘴部分的加热；混合物料在注射机料筒中经历的总时间保持在20秒～300秒之间；保压压力控制在5～15MPA之间；保压时间控制在0.5～3.0秒之间。另外，注射压力设定在50～180MPA之间，注射时间设定在0.5～5秒之间(注射行程完成后，注射动作即自动转为保压)，模具温度保持于30～80摄氏度之间。所述步骤(1)中普通塑料挤出机的熔体温度在150～180摄氏度。混合物料在注射机料筒中经历的总时间保持在20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将活性炭和LDPE原料混合后通过普通塑料挤出机制得载体母粒；(2)将PP与LDPE混合均匀，形成PP/LDPE复合料；(3)将步骤(2)的PP/LDPE复合料通过普通塑料挤出机熔融、挤出、切粒后制得均匀的复合物；(4)将步骤(1)所制备的载体母粒浸入水中，数小时后捞出沥干并适当干燥；(5)将步骤(4)的载体母粒与步骤(3)所制备的复合物混合均匀形成混合物料；(6)将混合物料加入到普通的卧式注射成型机中即可生产PP/LDPE微孔制品，其中，卧式注射成型机中熔体温度的设定在190～220℃之间，混合物料在注射机料筒中经历的总时间保持在20秒～300秒之间，成型过程中的保压压力控制在5～15MPA之间，保压时间控制在0.5～3.0秒之间。

【技术特征摘要】
1.一种PP/LDPE超延展制品的水发泡注射成型方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将活性炭和LDPE原料混合后通过普通塑料挤出机制得载体母粒；(2)将PP与LDPE混合均匀，形成PP/LDPE复合料；(3)将步骤(2)的PP/LDPE复合料通过普通塑料挤出机熔融、挤出、切粒后制得均匀的复合物；(4)将步骤(1)所制备的载体母粒浸入水中，数小时后捞出沥干并适当干燥；(5)将步骤(4)的载体母粒与步骤(3)所制备的复合物混合均匀形成混合物料；(6)将混合物料加入到普通的卧式注射成型机中即可生产PP/LDPE微孔制品，其中，卧式注射成型机中熔体温度的设定在190～220℃之间，混合物料在注...

【专利技术属性】
技术研发人员：周应国，吴文斌，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32