一种聚烯烃发泡粒子及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚烯烃发泡粒子，包括如下重量份数的原料：85～100份的聚烯烃粒子，0.1～2份的成核剂，0.5～4份的分散剂，0.5～5份的表面活性剂，0.1～3份抗氧化剂。本发明专利技术所述的一种聚烯烃发泡粒子及其制备方法，利用空气作为发泡剂，采用低压法发泡，降低对设备的要求，降低生产投入，在保证发泡质量的同时，提高生产安全性能，提高生产效率。

A polyolefin foaming particle and its preparation method

The invention provides a polyolefin foaming particle, which comprises the following raw materials: 85-100 parts of polyolefin particles by weight, 0.1-2 parts of nucleating agent, 0.5-4 parts of dispersant, 0.5-5 parts of surfactant and 0.1-3 parts of antioxidant. The invention relates to a polyolefin foaming particle and its preparation method. Air is used as foaming agent and low-pressure foaming method is adopted to reduce the requirement for equipment and production input, while ensuring foaming quality, improving production safety performance and improving production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种聚烯烃发泡粒子及其制备方法
本专利技术属于发泡材料生产领域，尤其是涉及一种低压法制备聚丙烯发泡珠粒的方法。
技术介绍
聚丙烯发泡粒子(EPP)、聚乙烯发泡粒子(EPE)具有质轻、隔热、缓冲、绝缘等优异性能，被广泛应用于汽车部件、包装、日用品等领域。目前常用生产流程主要是将PP(PE)粒子、水、分散剂、表面活性剂等一并加入反应釜中，通入发泡剂至一定压力后，升温搅拌，到达指定温度和压力后，保温保压一定时间，随后将PP(PE)粒子瞬间释放到大气中，利用釜内和大气的压力差使粒子内溶解的气体膨胀，从而制备了EPP(EPE)粒子。在生产过程中，所用发泡剂多为二氧化碳，釜内压力多在3.5MPa以上。选用二氧化碳作为发泡剂，采购和运输流程较为繁琐，且存储和注入流程对设备要求较高。选取一种比二氧化碳还要廉价和方便的发泡剂，空气成为首选。由于空气在PP(PE)粒子的溶解度远小于二氧化碳，EPP(EPE)粒子的倍率难以提高。3MPa及以上的压力对反应釜的设计和安装，乃至生产工艺流程都有非常严格的要求，因此也急需一种生产工艺在保证EPP(EPE)粒子倍率和性能的基础上实现釜内压力的降低的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种聚烯烃发泡粒子及其制备方法，利用空气作为发泡剂，采用低压法发泡，降低对设备的要求，降低生产投入，在保证发泡质量的同时，提高生产安全性能，提高生产效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种聚烯烃发泡粒子，包括如下重量份数的原料：85～100份的聚烯烃粒子，0.1～2份的成核剂，0.5～4份的分散剂，0.5～5份的表面活性剂，0.1～3份抗氧化剂。优选的，所述聚烯烃粒子包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯基弹性体、丙烯基弹性体，三元乙丙橡胶中的一种或两种以上。优选的，所述成核剂包括滑石粉、高岭土或者蒙脱土中的一种或多种；优选的，分散剂包括滑石粉、磷酸钙、氧化铝、高岭土或者蒙脱土中的一种或多种；优选的，表面活性剂包括烷基苯磺酸钠或者烷基磺酸钠；优选的，所述抗氧化剂包括1010、168或者BHT中的一种或多种。优选的，还包括0.1～10重量份数的其他助剂，所述其他助剂包括色母、抗静电剂、阻燃剂、紫外吸收剂或者偶联剂中的一种或多种。优选的，一种聚烯烃发泡粒子的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将原料和水按照20～250份：200～700L的比例投入到反应釜中，进行预发泡，充入加压空气使反应釜内压力为0.8～2MPa，加热使反应釜内温度为110～150℃；保温保压10～60min；步骤二：将反应釜中的物料输送至真空罐中，保持真空罐内真空度为0～-0.1MPa，制得粒子；步骤三：在空气中熟化粒子，制得一次聚烯烃发泡粒子。优选的，在进行步骤一之前，对聚烯烃粒子进行预处理，将87～98份聚烯烃粒子、0.5～2份分散剂和0.5～3份抗氧化剂或/和其他助剂混匀并拉条切粒，制得聚烯烃母料，再与其他原料组分混合。优选的，在步骤一中，加热反应釜采用变速加热的过程。优选的，在步骤二中，当对反应釜进行放料输送至真空罐的过程中，继续对反应釜通入加压空气，保持反应釜内压力不变。优选的，在步骤三中，在空气中熟化粒子前，采用pH值为4～6的弱酸性水对粒子进行清洗并干燥。优选的，还包括步骤四：对一次发泡粒子进行空气载压，载压压力为0.1～0.6MPa，完成后用0.1～0.5MPa的水蒸气进行二次发泡，制得聚烯烃发泡粒子；在步骤四中，可多次重复步骤四的操作，对一次聚烯烃发泡粒子进行多次水蒸气发泡，制得聚烯烃发泡粒子。相对于现有技术，本专利技术所述的一种聚烯烃发泡粒子及其制备方法具有以下优势：(1)本专利技术所述的聚烯烃发泡粒子，没有采用对环境有害的有机发泡剂，环境友好；(2)本专利技术所述的聚烯烃发泡粒子，能够根据需要制备发泡倍率为5-45倍的发泡粒子，发泡倍率范围广；(3)本专利技术所述的聚烯烃发泡粒子，根据实际需要，可制备出具有阻燃效果的发泡粒子、抗静电型发泡粒子等；(4)本专利技术所述的聚烯烃发泡粒子的制备方法中，采用空气作为发泡剂，廉价且方便；(5)采用空气作为发泡剂，发泡原理为，在反应釜内高温高压环境下，粒子内溶解气体，而放料到大气中后，反应釜与大气存在压力差，粒子内的气体膨胀进而发泡；本专利技术所述的制备方法将现有工艺进行改进，采用低压与真空的压力差环境分别进行粒子溶解气体和粒子内的气体膨胀；解决需要高压的要求；本专利技术采用的制备方法采用低于3MPa的压力进行，降低了对反应釜及整个生产工艺流程的设计和安装要求，并且提高了生产的安全性能，降低了生产成本。具体实施方式除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面结合实施例来详细说明本专利技术。其中1重量份数为1kg。实施例1：聚丙烯发泡粒子制备方法：将97.5份聚丙烯粒子，熔点149～155℃；1份滑石粉，1份1010和0.5份168，一并投入高速搅拌机中搅拌，混合均匀后经双螺杆挤出机拉条切粒制得聚丙烯母料。粒径控制在0.8mm以下。将100份聚丙烯母料，3份滑石粉，1份十二烷基苯磺酸钠和200～300L水投入到容积为0.5m3的反应釜中搅拌。向反应釜中充入高压空气进行预发泡，将反应釜内压力升至1.0MPa后以5℃/min的速率升温，待温度升温至142℃后降低升温速率至2℃/min，并追加空气使釜内压力升至2.0MPa，待反应釜内温度升至150℃后保温保压10min。放料整个过程时间控制在5min。放料前开启真空泵，将容积为10m3的真空罐内的真空度维持在-0.07MPa。打开放料阀门，粒子进入真空罐中。同时打开反应釜空气阀门，保持反应釜内维持在2MPa，同时保持真空罐内真空度维持-0.07MPa。待放料结束后，关闭反应釜放料阀门，打开真空罐放料阀门，收集粒子。用pH＝6的弱酸性水洗净粒子表面的分散剂和表面活性剂后，干燥，并在空气中放置24h，可得到倍率为15倍的一次发泡粒子。随后将一次发泡粒子投入载压罐中，通入压缩空气设定压力为0.25MPa，载压完成后将粒子投入预发机中，用0.1MPa的水蒸气加热发泡40s，得到实施例1聚丙烯发泡粒子。实施例1聚丙烯发泡粒子发泡倍率为30倍。实施例2：聚丙烯发泡粒子将97.5份聚丙烯原料，熔点149～155℃，1份滑石粉，1份1010和0.5份168，一并投入高速搅拌机中搅拌，混合均匀后经双螺杆挤出机拉条切粒制得聚丙烯母料。粒径控制在0.8mm。将100份聚丙烯母料，3份滑石粉，1份十二烷基苯磺酸钠和200～300L水投入到容积为0.5m3的反应釜中搅拌。采用实施例1相同的制备条件进行预发泡；将二次发泡的载压压力升高至0.5MPa，或者采用实施例1中的二次发泡的载压压力，重复二次发泡操作，制得实施例2聚丙烯发泡粒子。实施例2聚丙烯发泡粒子的发泡倍率为45倍。实施例3：黑色阻燃型聚丙烯发泡粒子制备方法：将87.5份聚丙烯原料，熔点149～155℃，8份黑色色母母料、2份阻燃剂母料、1份滑石粉，1份1010和0.5份168，一并投入高速搅拌机中搅拌，混合均匀后经双螺杆挤出机拉条切粒，制得黑色阻燃型聚丙烯母料。粒径控制在0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚烯烃发泡粒子，其特征在于：包括如下重量份数的原料：85～100份的聚烯烃粒子，0.1～2份的成核剂，0.5～4份的分散剂，0.5～5份的表面活性剂，0.1～3份抗氧化剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃发泡粒子，其特征在于：包括如下重量份数的原料：85～100份的聚烯烃粒子，0.1～2份的成核剂，0.5～4份的分散剂，0.5～5份的表面活性剂，0.1～3份抗氧化剂。2.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡粒子，其特征在于：所述聚烯烃粒子包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯基弹性体、丙烯基弹性体，三元乙丙橡胶中的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡粒子，其特征在于：所述成核剂包括滑石粉、高岭土或者蒙脱土中的一种或多种；优选的，分散剂包括滑石粉、磷酸钙、氧化铝、高岭土或者蒙脱土中的一种或多种；优选的，表面活性剂包括烷基苯磺酸钠或者烷基磺酸钠；优选的，所述抗氧化剂包括1010、168或者BHT中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡粒子，其特征在于：还包括0.1～10重量份数的其他助剂，所述其他助剂包括色母、抗静电剂、阻燃剂、紫外吸收剂或者偶联剂中的一种或多种。5.一种如权利要求1～4任一项所述的聚烯烃发泡粒子的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将原料和水按照20～250份：200～700L的比例投入到反应釜中，进行预发泡，充入加压空气使反应釜内压力为0.8～2MPa，加热使反应釜内温度为110～150℃；保温保压10～60min；步骤二：将反应釜...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷栋梁，闫达，陈丁猛，杨丽含，常秀娟，刘亚鹏，
申请(专利权)人：天津市大林新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12