一种采用辐照交联技术制备聚丙烯发泡材料的方法技术

本发明专利技术提供一种采用辐照交联技术制备聚丙烯发泡材料的方法，包括以下步骤：(1)将聚丙烯加入二甲苯中，加热后搅拌至完全溶解，滴加入乳化剂水溶液，搅拌乳化，停止搅拌后室温下静置，减压蒸除二甲苯后得到聚丙烯乳液；(2)搅拌下将辐照敏化剂滴加入聚丙烯乳液中，滴加完毕后继续搅拌，停止搅拌后室温下静置得到混合乳液，装入辐照管中，放入

Method for preparing polypropylene foaming material by irradiation cross-linking technique

The present invention provides a method for preparing polypropylene foaming material by radiation crosslinking technique, which comprises the following steps: (1) adding polypropylene in xylene after heating, stir until completely dissolved, drops into the aqueous solution, mixing emulsifier emulsion, stirred at room temperature after incubation, except after xylene distillation (polypropylene emulsion; 2) under agitation of sensitizer is dripped into polypropylene emulsion, adding after stirring, stop stirring at room temperature static mixed emulsion, a radiation tube, into the

【技术实现步骤摘要】
一种采用辐照交联技术制备聚丙烯发泡材料的方法
本专利技术涉及一种制备聚丙烯发泡材料的方法。
技术介绍
我国是发展中国家，面对着巨大的发展压力，人口、经济的持续增长和民众生活水平的提升必然导致能源消费的增长幅度加大。对高碳能源煤炭的依赖在短期内无法改变，加之减排所需的技术和资金缺乏，以及作为“世界工厂”承担的来自发达国家的“转移排放”规模庞大等因素，都决定了中国在2020年之前减少温室气体排放总量面临巨大的压力，发展具有中国特色的低碳经济道路是未来我国可持续发展战略的方向。未来的节能减排将围绕清洁能源的生产、减少能源在输送环节的损耗、以及在终端能源的高效利用而开展。简单的物理学定理表明，能量的消耗与物质的质量成正比，如何减少能量在终端上的消耗是目前节能减排上的又一个重要的研究领域。而节能环保、轻量化、高强度的新材料的研发将成为提高终端能源利用效率的至关重要的研究方向。高分子泡沫塑料是主要的节能环保轻量化材料，能够被广泛应用于工业、农业、交通运输业、军事航天工业等国民经济各个部门。特别在车辆、日用品、船舶、建筑、包装等方面更是受到了青睐，尤其在结构泡沫塑料问世之后，它己经成为以塑代木的主要材料，随着对高分子泡沫材料的认识的和改进，其应用范围正在不断扩大。高分子泡沫材料不仅品种多样而且性能优越。总体来说，这类材料有以下一些共同的特性：(l)质量轻，可比纯高分子材料轻几倍，甚至十几倍。(2)具有较强的吸收冲击载荷的能力，泡沫塑料受到外界冲击载荷时，泡孔中的气体通过滞留和压缩，能即时耗散外界能量，具有较好的缓冲能力。(3)具有较强的隔热能力，由于泡沫材料中气体的热导率要比纯聚合物材料低接近一个数量级，使得高分子发泡材料具有比普通聚合物材料具有更加优越的隔热能力。(4)具有较强的隔音能力，高分子泡沫材料通过吸收声波的能量以及消除共振来减少噪音。常见的泡沫塑料主要包括聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)和聚烯烃三大类。其中聚苯乙烯发泡制品难降解、回收困难，是世界公认的“白色污染”，联合国环保组织已于2005年宣布在全世界范围内停止它的生产和使用。而以聚氨酯为材料的发泡塑料，由于在发泡过程中会产生有毒的异氰酸酯残留物、不能回收也限制了它的发展。聚丙烯发泡珠粒(EPP)以聚丙烯PP为主要原料，采用物理发泡技术制成发泡珠粒，主要通过模具烧结成型为各种各样的形状和尺寸以供在不同场合使用。采用聚丙烯发泡珠粒及用聚丙烯发泡珠粒模具烧结成型的聚丙烯发泡产品，和常用的发泡材料如EPS和EPE相比较，具有许多优秀的性能：1、优良的耐热性能：最高使用温度在130℃，远远高于EPS和EPE的使用温度。2、良好的尺寸稳定性：EPP的热收缩率小，尺寸稳定。3、重量轻：因EPP的相对密度小，相同发泡倍率下比其它发泡材料轻。4、优良的缓冲性能：EPP具有非常好的韧性和适当的硬度，在负荷较大的范围内具有优良的缓冲性。5、良好的低温特性：在-30℃下，仍具有良好的缓冲性能。6、发泡倍数范围大：从低倍数15倍到高发泡倍数35倍，而且都具有良好的缓冲性能和绝热性能。7、绝热性、飘浮性：EPP是闭孔式独立泡孔结构，热传导率低，吸水率低，可用于绝热材料及飘浮材料。8、耐油性、耐化学品性优良。9、无毒性，不含在毒的发泡济和助剂，对人的生理无害。10、高能量吸收性：EPP具有强韧性，反复使用而不出现疲劳现象。11、环保性：EPP是非交联发泡体，无毒、100％可回收再利用，节省能源和资源。12、优良的二次加工性：可冲压、切割、焊接、热熔粘接等进行二次加工。作为发泡PS的优良替代品，美国、欧洲、日本等一些发达国家正大力发展发泡PP以替代传统发泡PU、PS及PE，随着现代社会对发泡高分子材料需求量的增大，其应用前景十分广阔。EPP用的原材料聚丙烯(PP)是结晶性高聚物，传统PP的发泡温度范围窄，发泡难度大。在熔点以下，体系黏度大，气泡难以生成。而在熔点以上，体系黏度迅速下降，熔体强度低，导致气体在体系中逃逸难以形成封闭的气泡，同时，在冷却阶段，由于PP结晶放热量大，体系黏度变低，使得形成的气泡可能被进一步破坏。人们采用了各种方法来改进PP的这种缺点，所有的方法都具有相同的目的，即提高体系在发泡时的熔体强度。目前主要采用的方法有：直接使用高熔体强度PP、共混改性、交联和接枝。高熔体强度的支化PP树脂(HMSPP)使聚丙烯具有良好的发泡性，支化PP树脂具有比普通PP更高的熔体强度。它最先由比利时的Montell公司开发出来并实现工业化，该公司生产的Pro-faxPF-814树脂具有比普通线性PP高出9倍的熔体强度，此后，其它一些国家和公司(如韩国的三星综合化学公司、ChissoAmerica等)也相继开发出了HMSPP产品，目前已在这些地区已经开始应用，但目前国内各机构对HMSPP尚处在研究阶段，尚未有产业化的生产线出现。此外还可以通过共混或复合填充的方式来改善PP的发泡性能。共混改性当中研究较多的是PE/PP体系，PE的熔体强度高于PP，因而可改进体系的熔体强度。但两者相容性不佳，PE含量较少时会作为分散相分散于PP基体中。温度升高时，PE熔点低先融化，PP后融化，使共混物的融程变宽，同时HDPE含量到一定程度，HDPE分散在PP中会大大降低体系中PP的球晶尺寸并破坏PP结晶的规整性。此外还有采用PP与填料的混合以改善熔体强度，通常认为填料与PP大分子之间会存在一定的物理或化学相互作用，在熔融状态下使PP分子之间的滑移相对变得困难，起到增加熔体强度的作用，但填料加入量受限，在改善与PP分子间的相互作用效果有限，且有可能导致制品表面粗糙度变化，相关的研究也在进行中。交联是提高熔体强度的行之有效的方法，与长支链HMSPP的合成比较，交联能够最大程度利用现有的原材料与加工设备，国内目前也主要是以交联的方法为主进行相关HMSPP的研究，采用的化学交联剂有过氧化二异丙苯(DCP)以及二乙烯基苯等为助交联剂，结合发泡剂及其发泡助剂、成核剂等进行配方的调节，结合机器设备，以期得到最佳的工艺条件。此外还有利用反应挤出的方式，对线性PP进行改性，提高PP的零剪切粘度、抗熔垂性和拉伸变硬性，从而拓宽PP的发泡温度，改善PP发泡的性能。上述化学交联之外，辐照交联也是高分子交联的一种常用方式，与化学交联法需要进行高温相比，辐射交联在常温常压下就可以完成，辐射反应便于精确控制，重现性好，另外，经过技术经济比较，辐射交联比化学交联应用范围广，生产效率高，成本低，创效大，节能节材，是目前已工业化的方法，也是高分子材料绿色化技术的一种发展趋势。美国和日本已有研究人员在一定条件下通过辐射得到了高熔体强度的PP。我国北京化工研究院也通过辐照交联支化方法成功地在实验室中进行了高熔体强度的PP的试验，它具有比普通PP高50％以上的熔体强度，发泡倍率可达20倍以上。由于聚丙烯的结晶度高，在主链旁有甲基，很难发生交联反应，且聚丙烯大分子自由基很容易发生断链而导致降解，因此常规的PP化学交联挤出发泡技术需要非常严格的工艺控制，具有较高的难度。传统的EPP采用的是气体或化学发泡方法，气体发泡多采用低沸点的碳氟化合物及其混合物，碳氟化合物对环境有不良影响，且加工过程中安全性不高；化学发泡法需要发泡剂与熔体混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用辐照交联技术制备聚丙烯发泡材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将聚丙烯加入二甲苯中，加热至50℃后搅拌至完全溶解，1小时内滴加入乳化剂水溶液，50℃下搅拌乳化4小时，停止搅拌后室温下静置12小时，减压蒸除二甲苯后得到聚丙烯乳液；(2)搅拌下将辐照敏化剂滴加入步骤(1)得到的聚丙烯乳液中，滴加完毕后继续搅拌1小时，停止搅拌后室温下静置12小时得到混合乳液，将混合乳液装入辐照管中，放入

【技术特征摘要】
1.一种采用辐照交联技术制备聚丙烯发泡材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将聚丙烯加入二甲苯中，加热至50℃后搅拌至完全溶解，1小时内滴加入乳化剂水溶液，50℃下搅拌乳化4小时，停止搅拌后室温下静置12小时，减压蒸除二甲苯后得到聚丙烯乳液；(2)搅拌下将辐照敏化剂滴加入步骤(1)得到的聚丙烯乳液中，滴加完毕后继续搅拌1小时，停止搅拌后室温下静置12小时得到混合乳液，将混合乳液装入辐照管中，放入60Co辐照装置进行辐照得到辐照聚丙烯；(3)将步骤(2)得到的辐照聚丙烯加入搅拌机中熔融塑化，然后转入同向双螺杆挤出机的加料口中，将二氧化碳通过超临界注入系统加入到同向双螺杆挤出机的注气口中进行连续挤出发泡得到聚丙烯发泡材料。2.根据权利要求1所述的一种采用辐照交联技术制备聚丙烯发泡材料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，乳化剂水溶液由质量比为3:1:80的N-十六烷基硼酸二乙醇胺酯、氟硅表面活性剂、水混合而成。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：万利秀，邹伟权，辜英杰，彭志刚，
申请(专利权)人：广州华大生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44