发泡聚丙烯树脂珠粒及其生产工艺制造技术

能在相对低温度产生高刚性发泡成型品的发泡的、实质上非交联的聚丙烯树脂珠粒。该珠粒是用一种工艺生产的，包括：把实质上非交联的聚丙烯树脂微粒分散于一种含有有机过氧化物的分散介质中而得到一种分散体的步骤，加热该分散体以使该有机过氧化物分解和使该表面改性聚丙烯树脂微粒的表面改性的步骤，和使用一种发泡剂使该非交联、表面改性的聚丙烯树脂微粒发泡的步骤。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发泡聚丙烯树脂珠粒及其生产工艺。本专利技术也涉及从该发泡聚丙烯树脂珠粒得到的成形物品。
技术介绍
聚丙烯树脂因其优异的机械强度、耐热性能、机械加工性、成本平衡、可燃性和可再循环性而日益增多地用于各种不同领域。例如，保留了上述优异性能和具有缓冲性能和耐热性能等优异的额外特征的成形非交联聚丙烯树脂泡沫体(以下简称为“PP成形体”)已用于各种不同用途而成为包装材料、建筑材料、隔热材料等。最近，对于具有比惯常物品更高刚性和更轻重量的PP成形体有目益增长的需求。例如，在汽车等运输器领域中，PP成形体已经用于各种零部件，例如保险杠芯、门构件、柱、工具箱、和地板毡片。从环境保护和节能的观点来看，保留了优异缓冲性能和冲击吸收性能的轻质且高刚性PP成形体是所希望的。在鱼等食品的贮存和运输用容器与箱盒领域中，迄今为止一直在使用成形的聚苯乙烯泡沫体。然而，由于较差的耐冲击和耐热性能，成形的聚苯乙烯泡沫体不适合于重复利用。因此，在这一领域，对轻质和高刚性PP成形体的需要也在日益增加。用于改善通过使发泡聚丙烯树脂珠粒(以下称为“发泡PP珠粒”)在一个模型中成形生产的PP成形体的刚性的一种已知方法是利用一种高刚性聚丙烯树脂作为原料。例如，已经使用了丙烯均聚物或者含有降低了丁烯或乙烯等共聚单体的含量的丙烯共聚物。然而，这样一种高刚性聚丙烯树脂有高熔点，而且要求高成形温度。当使用蒸汽成形时，有必要使用高压蒸汽，因而要使用有耐高压性能的特殊成形器件才能达到该发泡PP珠粒之间的充分熔体粘合力。用于改善PP成形体的刚性的另一种已知方法是使用一种在其DSC曲线上除一个特性峰外还显示出一个大面积高温峰的发泡PP珠粒，该特性峰存在于该高温峰的低温侧而且是聚丙烯树脂固有的。在这种情况下，也有必要使用高压蒸汽，因而要使用有耐高压性能的特殊成形器件才能达到该发泡PP珠粒之间的充分熔体粘合力。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供发泡的、实质上非交联的PP珠粒，该珠粒可以利用相对低温度的蒸汽形成有高刚性和珠粒之间高粘合力的PP成形体。本专利技术的另一个目的是提供一种能产生上述发泡PP珠粒的工艺。在实现上述目的方面，按照本专利技术的一种形态，提供了发泡聚丙烯树脂珠粒的一种制备工艺，包含下列步骤(a)使实质上非交联的聚丙烯树脂微粒分散在一种含有有机过氧化物的分散介质中，得到一种分散体；(b)使所述分散体保持在低于所述聚丙烯树脂的熔点但足以使所述有机过氧化物分解的温度，从而得到实质上非交联的、表面改性的聚丙烯树脂微粒；和(c)用一种发泡剂使所述非交联的、表面改性的聚丙烯树脂微粒发泡，得到发泡的、实质上非交联的聚丙烯树脂珠粒。在另一种形态中，本专利技术提供一种发泡的、实质上非交联的聚丙烯树脂珠粒，该珠粒有满足下列条件(a)和(b)中至少一个的表面区域和内部区域(a)所述表面区域和内部区域每一个都在其DSC曲线上显示出一个高温吸热峰加上一个位于所述高温峰的低温侧的特性吸热峰，其中，所述表面区域和所述内部区域的所述高温吸热峰有分别对应于Hs和Hi的热值的面积，且其中Hs和Hi有如下关系Hs＜0.86×Hi；(b)所述表面区域有比所述内部区域更大的每单位重量的氧含量。本专利技术进一步提供一种发泡的、实质上非交联的聚丙烯树脂珠粒，该珠粒在其DSC曲线上显示出一个高温吸热峰加上一个位于所述高温吸热峰的低温侧的特性吸热峰，所述珠粒的表面用徽量差示热分析法测定时有不高于该聚丙烯树脂的熔点的熔融启动温度。本专利技术进一步提供一种成形物品，该物品是用一种包含把上述珠粒填充到一个模型中、加热所述模型中的珠粒以形成一种成形体、和使所述成形体冷却的方法得到的。本专利技术进一步提供一种复合材料成形物品，包含上述成形物品和在其一个表面上整体提供的一个表面层。本专利技术进一步提供一种复合材料成形物品，包含上述成形物品和一种与其一体化的插入物，使得所述插入物的至少一部分嵌入其中。本专利技术的其它目的、特色和优点，从随后的本专利技术的较好实施方案的详细描述并根据附图加以考虑时将变得显而易见。附图说明图1是发泡聚丙烯珠粒的初次DSC曲线；图2是尚未遭遇表面改性但已遭遇过一次DSC测定的聚丙烯树脂微粒的第二次DSC曲线；和图3显示实施例7和比较例5中得到的发泡PP珠粒的表面用微量差示热分析法得到的μDTA曲线。按照本专利技术的发泡PP珠粒是通过使实质上非交联的聚丙烯树脂微粒发泡制备的。本文中使用的“聚丙烯树脂”这一术语系指(1)聚丙烯均聚物，(2)丙烯与一种或多种共聚单体且丙烯含量为至少60mol％的共聚物，两种或多种共聚物(2)的混合物，或者均聚物(1)与共聚物(2)的混合物。该共聚物可以是，例如，乙烯-丙烯嵌段共聚物，乙烯-丙烯无规共聚物，丙烯-丁烯无规共聚物，或乙烯-丙烯-丁烯无规共聚物。该聚丙烯树脂的熔点较好为至少130℃、更好为至少135℃、进一步更好为至少145℃、最好为158～170℃，其理由是适用的PP成形体物理性能。出于PP成形体的耐热性能和发泡微粒生产时的发泡效率等理由，该聚丙烯树脂的熔体流动速率(MFR)较好为0.3～100g/10分钟、更好为1～90g/10分钟。本文中的MFR是按照日本工业标准JIS K7210-1976试验条件14测定的。如果愿意，该聚丙烯树脂可以与一种或多种另外的树脂或者一种或多种弹性体组合使用。另外的树脂或弹性体的数量，相对于每100重量份该聚丙烯树脂而言，较好不多于35重量份。另外树脂的实例包括聚乙烯树脂例如高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、线型甚低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、和聚苯乙烯树脂例如聚苯乙烯和苯乙烯-马来酸酐共聚物。弹性体的实例包括乙烯-丙烯橡胶、乙烯-1-丁烯橡胶、丙烯-1-丁烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、腈橡胶、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、和上述橡胶和共聚物的加氢产品。该聚丙烯树脂也可以共混一种或多种添加剂例如抗氧剂、紫外吸收剂、防静电剂、阻燃剂、金属失活剂、颜料、核化剂、泡沫控制剂、填料、稳定剂、增强剂和润滑剂。该泡沫控制剂可以是，例如，一种无机粉末如硼酸锌、滑石、碳酸钙、硼砂或氢氧化铝。相对于每100重量份该聚丙烯树脂而言，一种或多种添加剂的使用量是20重量份或以下。用来作为按照本专利技术的发泡PP珠粒的生产原料的聚丙烯树脂微粒可以通过任何适用的已知方法得到。例如，将一般呈粒料形式的以上所述聚丙烯树脂以及愿意时另外的树脂或弹性体和添加剂加进一台挤塑机中、混合和捏合。然后，捏合的物料经由一个模头挤塑成线材并切割，得到聚丙烯树脂微粒。较好的是，该线材在被挤出后立即骤冷，因为将在以下描述的用有机过氧化物的随后表面改性可以高效率地执行。该骤冷可以通过把该线材导入50℃或以下、较好40℃或以下、更好30℃或以下的水中进行。将冷却的线材从该水中取出并切成微粒，使每粒的长度/直径比为0.5～2.0、较好0.8～1.3，且平均重量为0.1～20mg、较好0.2～10mg。该平均重量是200个任意选择微粒的平均值。把该聚丙烯树脂微粒分散在一种含有有机过氧化物的分散介质中。任何分散介质都可以使用，只要它能使该聚丙烯树脂微粒分散于其中而不溶解该微粒的组分。该分散介质的实例包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发泡的、实质上非交联的聚丙烯树脂珠粒，该珠粒有满足下列条件（ａ）和（ｂ）中至少一个的表面区域和内部区域：（ａ）所述表面区域和内部区域每一个都在其ＤＳＣ曲线上显示出一个高温吸热峰和一个位于所述高温峰的低温侧的特性吸热峰，其中，所述 表面区域和所述内部区域的所述高温吸热峰有分别对应于Ｈｓ和Ｈｉ的热值的面积，且其中Ｈｓ和Ｈｉ有如下关系：Ｈｓ＜０．８６×Ｈｉ；（ｂ）所述表面区域有比所述内部区域更大的每单位重量的氧含量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木秀浩，平晃畅，桥本圭一，所寿男，
申请(专利权)人：株式会社JSP，
类型：发明
国别省市：JP[日本]