一种聚丙烯高温超临界发泡工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和碳酸钙CaCO3熔融共混挤出，得到直径为2‑4mm、长度2‑5mm的聚丙烯/碳酸钙颗粒；(2)将聚丙烯/碳酸钙颗粒防止于高压反应釜，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。本发明专利技术采用特定的工艺，使得聚丙烯具有更宽的发泡温度区间，发泡温度区间由传统PP发泡温度区间只有4℃，增加到了有60℃，增加了15倍，增加了其工艺扩展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车材料
，尤其涉及一种聚丙烯高温超临界发泡工艺。
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。利用其优良的耐热性、卫生性、热绝缘性和良好的环境效应，PP发泡材料可在包装、汽车、绝缘、建筑等领域发挥重要作用，并且具有取代其它发泡材料的趋势。因此，近年来许多国家大力发展PP发泡材料，但是，由于PP是一种半结晶性聚合物，可以发泡的温度区间(统称发泡温度区间)窄，仅为4℃，发泡难度大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，改变传统聚丙烯发泡法中，聚丙烯发泡能力差，泡孔结构难以控制的缺陷。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和碳酸钙CaCO3熔融共混挤出，得到直径为2-4mm、长度2-5mm的聚丙烯/碳酸钙颗粒；(2)将聚丙烯/碳酸钙颗粒防止于高压反应釜，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。优选的，所述碳酸钙为硅烷偶联剂表面改性的n-CaCO3，所述表面改性是本领域的已知工艺，其典型但非限制性的实例如下：(1)将n-CaCO3烘干，出去表面的水分；(2)将表面干燥的n-CaCO3分散于无水乙醇，并加入占CaCO3质量1-5％的硅烷偶联剂，并搅拌均匀；(3)离心分离并洗涤CaCO3，55-65℃下干燥36-60小时，得到表面改性的n-CaCO3。所述聚丙烯/碳酸钙颗粒中，聚丙烯:碳酸钙质量比为97:3～90:10，优选97:3～95:5。高温浸渍发泡法的发泡温度区间较传统发泡法大，最多为传统发泡的15倍，这是由高熔融温度和低结晶温度决定的。PP/n-CaCO3的发泡温度区间较纯PP的小，主要是因为n-CaCO3的加入不会引起PP熔融温度的变化，但是，会加快等温和非等温结晶过程，提高发泡温度区间的下限温度，因此，发泡温度区间减小。随发泡温度的升高，PP发泡材料的泡孔孔径增大，泡孔密度减小：随饱和压力的增加，PP发泡材料的泡孔孔径减小，泡孔密度堉大：n-CaCO3的加入可以明显改善PP的发泡性能，得到泡孔细小均匀的发泡材料，但是n-CaCO3过量会导致泡孔大小尺寸不均一。当发泡温度升高时，首先是气体扩散决定泡孔结构，继续升高发泡温度，泡孔的兼并逐渐占据主导。本专利技术采用特定的工艺，使得聚丙烯具有更宽的发泡温度区间，发泡温度区间由传统PP发泡温度区间只有4℃，增加到了有60℃，增加了15倍，增加了其工艺扩展。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1一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和碳酸钙CaCO3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/碳酸钙颗粒防止于高压反应釜，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2一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和碳酸钙CaCO3熔融共混挤出，得到直径为2mm、长度5mm的聚丙烯/碳酸钙颗粒；(2)将聚丙烯/碳酸钙颗粒防止于高压反应釜，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3一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和碳酸钙CaCO3熔融共混挤出，得到直径为2-4mm、长度2-5mm的聚丙烯/碳酸钙颗粒；(2)将聚丙烯/碳酸钙颗粒防止于高压反应釜，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，本专利技术的方法具有更宽的发泡温度区间。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和碳酸钙CaCO3熔融共混挤出，得到直径为2‑4mm、长度2‑5mm的聚丙烯/碳酸钙颗粒；(2)将聚丙烯/碳酸钙颗粒防止于高压反应釜，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】
1.一种聚丙烯高温超临界发泡工艺，包括：(1)将混合均匀的聚丙烯PP和碳酸钙CaCO3熔融共混挤出，得到直径为2-4mm、长度2-5mm的聚丙烯/碳酸钙颗粒；(2)将聚丙烯/碳酸钙颗粒防止于高压反应釜，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所述的聚丙烯高温超临界发泡工艺，其特征在于，...

【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