辐射交联聚丙烯发泡材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种辐射交联聚丙烯发泡材料、制备方法及其应用。该辐射交联聚丙烯发泡材料的制备方法如下：其由下述原料制得，原料包括如下质量分数的各组分：聚丙烯60％～99％和辐射交联型聚合物1％～40％；制备方法包括如下步骤：将聚丙烯和辐射交联型聚合物制得的混合物片材，在惰性气氛下辐照后，在超临界二氧化碳条件下，进行发泡即可。该制备方法，简单方便、成功率高、环境友好，使得发泡温度窗口得到了大大提高，也使得所得发泡材料的力学性能得到提高，适于工业化应用。该辐射交联聚丙烯发泡材料的泡孔孔径小、孔密度大、质量轻，力学性能好、隔音降噪效果好，且无气味、环境友好。

【技术实现步骤摘要】
辐射交联聚丙烯发泡材料、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种辐射交联聚丙烯发泡材料、制备方法及其应用。
技术介绍
目前，汽车行业的大量内外饰配件的材料主要为聚氨酯(PU)板、聚苯乙烯(PS)发泡板材、改性聚丙烯(PP)板材以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)板材等。现有技术中的PU板材和PS板材，脆性大、抗冲击力比较差，故其在汽车行业应用中受到限制。现有技术中的ABS板材，密度比较大、质量重、隔音降噪效果比较差、隔热性能较差，故其在汽车行业的应用中也受到限制。现有技术中，对PP进行辐照改性的研究结果表明：辐照会导致PP分子链断裂、PP熔体强度大幅降低、机械性能下降，且不利于PP的发泡。此外，现有技术中的改性PP板材，热变形负荷温度低(仅为85～90℃)、力学性能比较差、收缩率高、质量重、隔音降噪效果差。因此，现有的改性PP板材也不是制作汽车内外饰配件的最佳板材。现有技术中，聚丙烯发泡材料的制备过程中，熔体强度低、发泡温度较高，进而使得制备过程比较困难，且常规聚丙烯为长链型聚合物，在高速泄压过程中容易造成泡孔的合并及塌陷、不容易形成良好的泡孔结构，进而严重影响聚丙烯发泡材料的力学性能。此外，纯聚丙烯的发泡温度窗口比较小，仅有4℃，大大增加了工业发泡过程中操作控制的难度。基于上述分析，为制备可回收利用、环保清洁、不易变形、轻量化的能满足当今汽车行业技术发展要求的聚丙烯发泡材料，寻找具有一定支化度、且熔体强度高的聚丙烯是目前亟须解决的问题。中国专利文献CN1346843A公开了耐辐照聚丙烯与聚乙烯在低剂量下制备高发泡倍率的发泡聚丙烯材料；中国专利文献CN106317612A公开了以高熔体强度抗冲聚丙烯为基体树脂制备的发泡材料；中国专利申请CN201110205602.7公开了一种无卤阻燃聚丙烯发泡材料及制备方法；王谋华等(辐射改性聚丙烯的超临界二氧化碳发泡性能研究，辐射研究与辐射工艺学报，2014，32，020303(6))对超临界二氧化碳发泡辐射改性聚丙烯的研究表明，辐照可以改善PP发泡性能。然而，现有技术中通过辐射交联制备的聚丙烯发泡材料存在力学性能不佳、且发泡温度窗口较窄的缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的聚丙烯发泡材料制备过程中熔体强度低、发泡温度高、物理发泡温度窗口较小、发泡过程操作难度大，所得聚丙烯发泡材料的泡孔结构不均匀、孔径较大、孔密度小、力学性能不佳等缺陷，而提供一种辐射交联聚丙烯发泡材料、制备方法及其应用。该制备方法，简单方便、成功率高、环境友好，使得发泡温度窗口得到了大大提高，也使得所得发泡材料的力学性能得到提高，适于工业化应用。该聚丙烯发泡材料的泡孔孔径小、孔密度大、质量轻，力学性能好、隔音降噪效果好，且无气味、环境友好。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：本专利技术提供了一种辐射交联聚丙烯发泡材料的制备方法，其由下述原料制得，所述原料包括如下质量分数的各组分：聚丙烯60％～99％和辐射交联型聚合物1％～40％；所述制备方法包括如下步骤：将所述聚丙烯和所述辐射交联型聚合物制得的混合物片材，在惰性气氛下辐照后，在超临界二氧化碳条件下，进行发泡即可。本专利技术中，若聚丙烯质量分数低于60％，发泡材料力学性能下降、耐热耐腐蚀性能不佳，不能很好的突出聚丙烯树脂材料的优良性能。本专利技术中，所述聚丙烯可为本领域常规使用的聚丙烯。本专利技术中，所述聚丙烯的质量分数较佳地为70％～90％，更佳地为80％。本专利技术中，所述聚丙烯的熔融指数可为本领域常规，较佳地为0.4～15g/10min，更佳地为3.0g/10min。本专利技术中，所述聚丙烯较佳地为中石化公司的型号为T30s的聚丙烯。本专利技术中，所述辐射交联型聚合物可为本领域常规使用的能够在辐射过程中促进聚丙烯发生交联反应的聚合物。本专利技术中，所述辐射交联型聚合物的质量分数较佳地为10％～30％，更佳地为20％。本专利技术中，所述辐射交联型聚合物较佳地为聚乙烯、聚乙烯类聚合物和辐射交联型其他聚合物中的一种或多种，更佳地为聚乙烯。其中，所述聚乙烯的熔融指数可为本领域常规，较佳地为0.1～10g/10min，更佳地为1.0g/10min、2.0g/10min或4.0g/10min。所述聚乙烯可为本领域常规使用的聚乙烯，较佳地为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线形低密度聚乙烯中的一种或多种。其中，所述低密度聚乙烯可为本领域常规使用的低密度聚乙烯，较佳地为大庆石化型号为2426k的低密度聚乙烯。所述高密度聚乙烯可为本领域常规使用的高密度聚乙烯，较佳地为台湾省塑料集团公司的型号为8010的高密度聚乙烯。所述线形低密度聚乙烯可为本领域常规使用的线形低密度聚乙烯，较佳地为独山子石化型号为DFDA-7042的线形低密度聚乙烯。本专利技术中，所述混合物片材可通过本领域常规方法制得，较佳地按下述步骤进行：将所述聚丙烯和所述辐射交联型聚合物在170～200℃下混合后压片，即可。其中，所述混合的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，所述混合一般在本领域常规的双辊密炼机中进行。所述混合的温度较佳地为185～195℃，更佳地为190℃。其中，所述压片的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，所述压片一般在本领域常规的硫化成型机上进行。所述压片的操作较佳地按下述步骤进行：在硫化成型机上，将所述聚丙烯和所述辐射交联型聚合物的混合物进行预热、加压即可。较佳地，将所述压片后的混合物片材取出后，自然冷却即可。本专利技术中，所述惰性气氛为本领域常规使用的能够避免所述辐射交联型聚合物在所述交联反应过程发生氧化降解的惰性气氛，较佳地为氩气气氛和/或氮气气氛。本专利技术中，所述辐照的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，所述辐照一般在辐照罐中进行。所述辐照的吸收剂量可为本领域常规使用的吸收剂量，较佳地为0～100kGy，且所述辐照的吸收剂量不为0，更佳地为30kGy、60kGy或90kGy。所述吸收剂量按本领域常规通过钴源或者电子加速器辐照获得。所述辐照的时间较佳地不小于12h。所述辐照较佳地为等剂量率均匀辐照。所述混合物片材，在所述辐照后、所述发泡前，按本领域常规置于惰性气氛中保存，一般在封闭的辐照罐中保存。本专利技术中，所述超临界二氧化碳一般为高压二氧化碳经高压液体泵加压后获得。其中，所述高压二氧化碳为本领域常规使用的工业二氧化碳，所述工业二氧化碳较佳地为上海市祥堃气体公司的工业二氧化碳，所述工业二氧化碳的纯度较佳地为99.5％。本专利技术中，所述发泡的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，所述发泡的操作较佳地按下述步骤进行：在高压反应釜中，注入超临界二氧化碳至设定压力后，升温至设定温度，保持恒温至二氧化碳充分溶胀所述混合物片材后，泄压即可。其中，所述溶胀的操作和条件可为本领域常规的操作和条件。所述溶胀的压力较佳地为8～30MPa，更佳地为20MPa。所述溶胀的温度较佳地为140～165℃，更佳地为150℃。所述溶胀的时间较佳地为20～240min，更佳地为90min。其中，所述泄压的操作和条件可为本领域常规的操作和条件，所述泄压的平均泄压速率较佳地为1～10MPa·s-1，更佳地为5MPa·s-1。若泄压的平均泄压速率小于1MPa·s-1，会导致未发泡完全，所得发泡材料的一些区域没有发泡，一些区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射交联聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，其由下述原料制得，所述原料包括如下质量分数的各组分：聚丙烯60％～99％和辐射交联型聚合物1％～40％；所述制备方法包括如下步骤：将所述聚丙烯和所述辐射交联型聚合物制得的混合物片材，在惰性气氛下辐照后，在超临界二氧化碳条件下，进行发泡即可。

【技术特征摘要】
1.一种辐射交联聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，其由下述原料制得，所述原料包括如下质量分数的各组分：聚丙烯60％～99％和辐射交联型聚合物1％～40％；所述制备方法包括如下步骤：将所述聚丙烯和所述辐射交联型聚合物制得的混合物片材，在惰性气氛下辐照后，在超临界二氧化碳条件下，进行发泡即可。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯的质量分数为70％～90％，较佳地为80％；所述聚丙烯的熔融指数为0.4～15g/10min，较佳地为3.0g/10min；和/或，所述聚丙烯为中石化公司的型号为T30s的聚丙烯。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述辐射交联型聚合物的质量分数为10％～30％，较佳地为20％；和/或，所述辐射交联型聚合物为聚乙烯；其中，所述聚乙烯的熔融指数较佳地为0.1～10g/10min，更佳地为1.0g/10min、2.0g/10min或4.0g/10min；所述聚乙烯较佳地为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线形低密度聚乙烯中的一种或多种；其中，所述低密度聚乙烯较佳地为大庆石化型号为2426k的低密度聚乙烯；所述高密度聚乙烯较佳地为台湾省塑料集团公司的型号为8010的高密度聚乙烯；所述线形低密度聚乙烯较佳地为独山子石化型号为DFDA-7042的线形低密度聚乙烯。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨光，吴国忠，邢哲，赵全，王洪龙，张茂江，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31