一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和玄武岩纤维熔融共混挤出，得到直径为2‑4mm、长度2‑5mm的聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒；(2)将聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒放置于高压反应釜，充入CO2，升温至浸润温度170‑180℃，继续充入CO2至饱和压力20‑28MPa，并保压20‑50min；(3)降高温度至发泡温度105‑165℃，升温过程中保持压力恒定，保温40‑90min；(4)在10秒内泄压至常压，将发泡物取出放置入冰水混合物中急冷。玄武岩纤维与PP共混发泡后，其泡孔结构完整，泡孔尺寸较大。PP发泡物在加入玄武岩纤维后，其PP熔体强度增加了近一倍，随着纤维含量的增加，可以达到6.4g/10min。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车材料
，尤其涉及一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺。
技术介绍
聚合物发泡材料是指以聚合物为基础而其内部具有无数泡孔的材料，也可以视为以气体为填料的复合材料。其具有密度低、隔热隔音性能好、比强度高等特点。在家庭日用品、交通工具、绝缘材料、包装材料、阻燃材料、电器、运动设施、电子产品等行业被广泛应用。高性能的发泡材料则在军事、航空航天等尖端领域发挥重要作用。聚合物发泡材料品种繁多，其中应用最广泛的是聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)发泡材料。但是，PS和PE发泡材料存在许多缺陷，比如PS发泡材料在自然环境下很难降解，废弃后对环境造成严重的“白色污染”，燃烧时会放出有毒气体；PS和PE发泡材料耐热性能差，在105℃时会发生明显的热变形，不适宜在较高的温度下使用。因此，它们的应用受到了很大限制。自20世纪70年代以来，作为仅次于PE和聚氯乙烯(PVC)的第三大通用塑料聚丙烯(PP)逐渐进入了发泡研究者的视野，PP发泡材料不仅具有许多优异的性能，而且可回收再利用，在自然环境下可降解。玄武岩纤维是玄武岩石料在1450-1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。玄武岩纤维具有优异的力学性能、耐高温、耐腐蚀与化学稳定性、抗紫外线，还有绝缘性、良好的电磁波透波性能、与金属、塑料等材料以好的兼容性、过滤净化特性等。生产中常将玄武岩纤维加入到树脂基体中，起到增强体作用，复合材料受到外力作用的时候，基体将通过界面把力传递给纤维增强体，从而使玄武岩纤维与基体形成一个有效发挥综合性能的整体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，改变聚丙烯熔体强度差的缺陷。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和玄武岩纤维熔融共混挤出，得到直径为2-4mm、长度2-5mm的聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒；(2)将聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒放置于高压反应釜，充入CO2，升温至浸润温度170-180℃，继续充入CO2至饱和压力20-28MPa，并保压20-50min；(3)降高温度至发泡温度105-165℃，升温过程中保持压力恒定，保温40-90min；(4)在10秒内泄压至常压，将发泡物取出放置入冰水混合物中急冷。由于PP是一种半结晶性化合物，其晶区和非晶区的熔融温度之间存在很大差异，导致其难以得到泡孔尺寸均一的发泡材料。加入本专利技术的少量纳米粒子后，由于纳米粒子具备小尺寸和大比表面积的特性，可以在较低的用量下对PP起到增强作用，而且分散均匀的纳米粒子又可以作为泡孔的成核剂，提供大量的成核点，诱导异相成核，获得大量均匀分布的泡孔。所述熔融共混挤出是已知工艺，其典型但非限制性的实例如下：(1)将PP颗粒由双杆螺旋挤出机的喂料口放入，待PP熔化后，将玄武岩长纤维由侧孔加入，利用双螺旋杆转动时的剪切力将纤维混入PP树脂中，得到共混颗粒物料；(2)将混合好的PP/玄武岩纤维颗粒混合物加入双螺杆挤出机挤出得到聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒，双螺杆挤出机工艺条件为：I区和II区温度为185℃，III区和IV区温度为180℃，V区温度为175℃，机头温度160℃，喂料速度100rpm，主机转速90rpm。所述聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒，聚丙烯:玄武岩纤维质量比为97:3～90:10，优选97:3～95:5。本专利技术在PP颗粒中掺杂入玄武岩纤维，其在PP树脂中分散均匀，纤维的排列大致朝向同一个方向，这说明利用长玄武岩纤维与PP进行共混，可以有效地提高玄武岩纤维在树脂中的分散性。玄武岩纤维与PP共混发泡后，其泡孔结构完整，泡孔尺寸较大。PP发泡物在加入玄武岩纤维后，其PP熔体强度增加了近一倍，随着纤维含量的增加，可以达到6.4g/10min。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和玄武岩纤维熔融共混挤出，得到直径为4mm、长度2mm的聚丙烯/碳酸钙颗粒；(2)将聚丙烯/玄武岩颗粒放置于高压反应釜，充入CO2，升温至浸润温度180℃，继续充入CO2至饱和压力25MPa，并保压30min；(3)升温至发泡温度105℃，升温过程中保持压力恒定，保温90min；(4)在10秒内泄压至常压，将发泡物取出放置入冰水混合物中急冷。实施例2一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和玄武岩纤维熔融共混挤出，得到直径为2mm、长度5mm的聚丙烯/玄武岩纤维颗粒；(2)将聚丙烯/玄武岩纤维放置于高压反应釜，充入CO2，升温至浸润温度170℃，继续充入CO2至饱和压力25MPa，并保压20min；(3)升温至发泡温度152℃，升温过程中保持压力恒定，保温40min；(4)在10秒内泄压至常压，将发泡物取出放置入冰水混合物中急冷。实施例3一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和玄武岩纤维熔融共混挤出，得到直径为2-4mm、长度2-5mm的聚丙烯/玄武岩纤维颗粒；(2)将聚丙烯/玄武岩纤维放置于高压反应釜，充入CO2，升温至浸润温度175℃，继续充入CO2至饱和压力22MPa，并保压50min；(3)升温至发泡温度165℃，升温过程中保持压力恒定，保温60min；(4)在10秒内泄压至常压，将发泡物取出放置入冰水混合物中急冷。实施例1-3证明，本专利技术的方法通过在PP中加入玄武岩纤维，使得聚丙烯熔体强度增强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和玄武岩纤维熔融共混挤出，得到直径为2‑4mm、长度2‑5mm的聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒；(2)将聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒放置于高压反应釜，充入CO2，升温至浸润温度170‑180℃，继续充入CO2至饱和压力20‑28MPa，并保压20‑50min；(3)降高温度至发泡温度105‑165℃，升温过程中保持压力恒定，保温40‑90min；(4)在10秒内泄压至常压，将发泡物取出放置入冰水混合物中急冷。

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和玄武岩纤维熔融共混挤出，得到直径为2-4mm、长度2-5mm的聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒；(2)将聚丙烯/玄武岩纤维共混料颗粒放置于高压反应釜，充入CO2，升温至浸润温度170-180℃，继续充入CO2至饱和压力20-28MPa，并保压20-50min；(3)降高温度至发泡温度105-165℃，升温过程中保持压力恒定，保温40-90min；(4)在10秒内泄压至常压，将发泡物取出放置入冰水混合物中急冷。2.如权利要求1所述的玄武岩纤维改性聚丙烯发泡工艺，其特征在于，所述表熔融共混挤出工艺如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达明，
申请(专利权)人：无锡市明盛强力风机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32