本发明专利技术属于发泡类材料技术领域，特别涉及一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料及其制备方法，隔热材料中主要包括无规聚丙烯、发泡剂、成核剂、基于四唑类化合物的金属有机凝胶等成分，无需对原料组成进行大的调整，即可有效阻碍发泡气体对聚丙烯熔体的冲破，使发泡剂分解产生的气泡被聚丙烯充分利用，确保了成品具有良好的多孔结构和隔热性能。
A foamed heat insulation material based on polypropylene matrix and its preparation method
The invention belongs to the foaming material technology field, in particular to a foaming insulation material mainly made of polypropylene matrix and a preparation method thereof. The insulation material mainly comprises random polypropylene, foaming agent, nucleating agent, metal organic gel based on four azole compounds, and so on, without adjusting the composition of the raw material, it can effectively obstruct the foaming gas on polypropylene melt. By breaking through, the bubbles produced by the decomposition of foaming agent are fully utilized by polypropylene, which ensures that the finished product has good porous structure and thermal insulation performance.
【技术实现步骤摘要】
一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料及其制备方法
本专利技术属于发泡类材料
，特别涉及一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料及其制备方法。
技术介绍
高分子发泡材料具有质量轻、较强的吸收冲击载荷能力和隔热隔音能力等优点，广泛用于汽车、建筑、包装、餐饮等领域。聚丙烯(PP)具有密度小、无毒无臭、耐高温、耐腐蚀等优良的物理化学性能，聚丙烯树脂最高使用温度可达130℃，由此开发的聚丙烯泡沫塑料将具备耐高温、可重复利用及环保等方面的优势。但是由于聚丙烯的自身结构特点，发泡工艺难度大，关键是熔体强度低的问题，难以维持住体系内的气体，从而导致气体在体系内逃逸，形成开孔或者泡孔坍塌。对此，目前很多生产者在聚丙烯基料加入其它聚合物原料(如低密度聚乙烯、氯化聚乙烯等)一起发泡，达到拉高纯聚丙烯体系熔体强度的目的，但由于基料的化学成分产生了变化，会限制产品在某些领域的使用。如果能较好地应对纯聚丙烯熔体强度低的难题，便可以使用价格低廉的普通聚丙烯直接发泡。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：聚丙烯发泡过程中熔体强度低，易导致气体在体系内逃逸形成开孔或者泡孔坍塌，为解决这一技术问题，本专利技术提供了一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，按重量份数计算，包括其中，发泡剂为偶氮二甲酰胺，成核剂为碳酸钙、铝粉、滑石粉等，基于四唑类化合物的金属有机凝胶为将甲基四唑(如下式，R为CH3)或正辛基四唑(如下式，R为C8H17)的溶液与醋酸的重金属盐溶液充分混合，充分静置后对反应体系进行过滤，对所得滤饼烘干并粉碎，即得到基于四唑类化合物的金属有机凝胶，其他助剂主要包括分散剂和抗老化剂。本专利技术还提供了一种上述以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料的制备方法：将无规聚丙烯与基于四唑类化合物的金属有机凝胶混合充分后加入到密炼机中进行前期混炼，而后再向其中加入发泡剂、成核剂和其他助剂继续混炼充分，将密炼机中的物料取出并进行模压发泡，其中，无规聚丙烯与基于四唑类化合物的金属有机凝胶于高混机中混合，转速为60r/min，混合时间为15分钟，前期混炼时，温度为170℃，混炼时间为8分钟，密炼机的螺杆转速为45r/min，加入发泡剂、成核剂和其他助剂后继续混炼时，温度为170℃，混炼时间为2分钟，密炼机的螺杆转速为40r/min，模压发泡时，压力为5MPa，温度为230℃，时间为10min。本申请的有益效果在于：具体而言，金属有机凝胶是四唑环上的多个氮原子作为配位点与重金属钯离子结合最终形成的聚合物，由于配位效应，可将金属离子固定在凝胶聚合物中的特定位置上，避免了无机金属之间发生进一步团聚；而申请人推测：有可能是因为金属离子在聚丙烯有机基体中本身存在相容性差的问题，这使得片材中的重金属离子出现了向聚丙烯片材表面迁移的趋势，而发泡成型过程中，聚丙烯基材的软化也加强了这种趋势，使金属带动着其与四唑类化合物配合形成的凝胶聚合物逐渐向聚丙烯片材的表面迁移，最终使相当一部分凝胶聚合物迁移并聚集至片材的表面附近，由于凝胶聚合物中具有众多的环结构，强度比较理想，这就相当于在片材表面附近处形成了较为稳固的屏障，减轻了发泡气体对聚丙烯熔体的冲破程度，尽可能维持发泡剂分解产生的气泡停留在熔体内部，对聚丙烯基体起到充分的发泡作用。具体实施方式实施例1一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，按重量份数计算，各组分为其中，上述基于正辛基四唑的金属有机凝胶的制备方法为：将30g的正辛基四唑完全溶解于1L的N，N-二甲基甲酰胺中，得到正辛基四唑溶液，将28.3g的醋酸钯完全溶解于1L的N，N-二甲基甲酰胺中，得到醋酸钯溶液，将上述正辛基四唑溶液和上述醋酸钯溶液充分混合后静置，同时出现凝胶生成，待凝胶生成充分后对反应体系进行过滤，对过滤所得的凝胶于70℃干燥1小时后，粉碎至100目，并继续于70℃下干燥充分；本实施例中的发泡隔热材料的制备方法为：按各组分的重量，将无规聚丙烯与基于正辛基四唑的金属有机凝胶于高混机中混合充分，高混机转速为60r/min，混合时间为15分钟；将混合料加入到密炼机中进行前期混炼，混炼温度为170℃，混炼时间为8分钟，密炼机的螺杆转速为45r/min；而后再向该密炼机中加入发泡剂、成核剂、分散剂、抗氧剂继续混炼2分钟，混炼温度为170℃，密炼机的螺杆转速为40r/min；立即将密炼机中的物料取30g进行模压发泡，模压发泡的压力为3.5MPa、温度为230℃、模压时间为10min，随模冷却充分后得到发泡片材。实施例2一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，按重量份数计算，各组分为其中，基于正辛基四唑的金属有机凝胶的制备方法同实施例1；本实施例中的发泡隔热材料的制备方法也同实施例1。实施例3将实施例1中的“基于正辛基四唑的金属有机凝胶”替换为等摩尔数的基于甲基四唑的金属有机凝胶，其余组分及制备操作均同实施例1，其中，基于甲基四唑的金属有机凝胶的制备方法为：将13.85g的甲基四唑完全溶解于1L的N，N-二甲基甲酰胺中，得到甲基四唑溶液，将28.3g的醋酸钯完全溶解于1L的N，N-二甲基甲酰胺中，得到醋酸钯溶液，将上述甲基四唑溶液和上述醋酸钯溶液充分混合后静置，同时出现凝胶生成，待凝胶生成充分后对反应体系进行过滤，对过滤所得的凝胶于70℃干燥1小时后，粉碎至100目，并继续于70℃下干燥充分。对比实施例1与实施例1相比，未加入基于正辛基四唑的金属有机凝胶，其余组分及制备操作均同实施例1。对比实施例2将实施例1中的“基于正辛基四唑的金属有机凝胶”替换为等质量的低密度聚乙烯(DFDA-1253NT，陶氏)，其余组分及制备操作均同实施例1。对比实施例3将实施例1中的“基于正辛基四唑的金属有机凝胶”替换为等质量的无金属成分的正辛基四唑单体粉末，其余组分及制备操作均同实施例1。对比实施例4将实施例1中的“基于正辛基四唑的金属有机凝胶”替换为等质量的无金属成分的聚乙烯四唑颗粒粉末(100目)，其余组分及制备操作均同实施例1。对以上各实施例、对比实施例中最终所得的发泡片材按同样的测试标准进行检测，检测结果如下表所示：从上表来分析，对比实施例2类似于常规技术中“在聚丙烯基料中添加其它聚合物”的原料复配手段来改善聚丙烯的熔体强度，以此保留熔体中的气泡，但是由于复配树脂的添加量很少，因此效果并不明显(相对于对比实施例1而言)；而实施例1至3中使用同样添加量的四唑类化合物的金属有机凝胶，无需对原料组成进行大的调整，却有效地抑制了气泡溢出物料熔体，改善幅度有明显的提升，似乎使整个聚丙烯体系发生了某种变化；而反观对比实施例3和对比实施例4中，仅加入含相应环结构的单体或聚合物，未涉及金属元素，这些单纯的单体或聚合物在聚丙烯基体中的分散相容性应该更好才是，但效果上相比于原始现有配方(对比实施例1)几乎没有改善作用，这也充分说明了本方案中对发泡气体的保留效果应该是金属离子与四唑类化合物配位结合后的协同作用所致，才会有了前面有益效果部分的推测。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，其特征在于：按重量份数计算，所述发泡隔热材料包括
【技术特征摘要】
1.一种以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，其特征在于：按重量份数计算，所述发泡隔热材料包括2.如权利要求1所述的以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，其特征在于：所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。3.如权利要求1所述的以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，其特征在于：所述的成核剂为碳酸钙、铝粉或滑石粉。4.如权利要求1所述的以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，其特征在于：所述的基于四唑类化合物的金属有机凝胶的制备方法为，将甲基四唑或正辛基四唑的溶液与醋酸的重金属盐溶液充分混合，充分静置后对反应体系进行过滤，对所得滤饼烘干并粉碎，即得到所述的基于四唑类化合物的金属有机凝胶。5.如权利要求1所述的以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料，其特征在于：所述的其他助剂包括分散剂和抗老化剂。6.一种如权利要求1至5任一项所述的以聚丙烯基体为主的发泡隔热材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为，将所述的无规聚丙烯与所述的基于四唑类化合物的金属有机凝胶混合充分后加入到密炼机...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亚波，
申请(专利权)人：丹阳博亚新材料技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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