一种发泡聚丙烯复合片材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发泡聚丙烯复合片材及其制备方法，所述片材由外至内依次包括：增韧层，包括表面复合有热塑性弹性体或聚氯乙烯的交联发泡聚丙烯；增强层，包括聚酯/聚烯烃/有机蒙脱土复合物；芯层，包括发泡倍率为2～5倍的发泡复合材料；所述复合片材的厚度为4～6mm，弯曲模量为1100～1400MPa。本发明专利技术提供的发泡聚丙烯复合片材在发泡倍率提升的过程中，依然保有较高的弯曲强度，并且由于在复合片材中加入了高比表面、高表面活性的无机颗粒，使得产品对有害气体具有一定吸附能力，实现了降低VOC释放的目的，适合推广使用。

A kind of foamed polypropylene composite sheet and its preparation method

The invention discloses a foamed polypropylene composite sheet and a preparation method thereof. The sheet successively comprises a toughening layer, a cross-linked foamed polypropylene with thermoplastic elastomer or polyvinyl chloride on its surface, a reinforcing layer, a polyester / polyolefin / organic montmorillonite composite, a core layer, a foamed composite with a foaming ratio of 2-5 times, and a composite sheet The thickness is 4-6mm, and the bending modulus is 1100-1400mpa. The foaming polypropylene composite sheet provided by the invention still has high bending strength in the process of increasing the foaming ratio, and because inorganic particles with high specific surface and high surface activity are added to the composite sheet, the product has certain adsorption capacity for harmful gases, realizes the purpose of reducing VOC release, and is suitable for popularization and use.

【技术实现步骤摘要】
一种发泡聚丙烯复合片材及其制备方法
本专利技术属于材料
，具体地说，涉及一种发泡聚丙烯复合片材及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着聚丙烯改性材料的发展，其物理力学性能和加工性能得到了较大改善，并且在汽车内饰中得到了广泛的应用。其中，超临界物理发泡聚丙烯的综合性能高于目前已经商品化的PE/PS/PU发泡材料，是同时实现环境友好和性能保障的优选材料，可代替PS/PE及部分PU发泡材料，用于包装和机械部件的制造，具有极大的市场发展空间，成为新型功能塑料的开发热点。但发泡聚丙烯材料也存在随发泡倍率的增加，而物理强度(特别是刚性)急剧下降的缺陷，限制了其在机械部件，如汽车内饰件中的应用。其弯曲模量Ec和材料本体模量Ea的关系为其中为发泡材料中泡孔所占的体积分数，n为泡孔形态修正系数，1＜n＜2，以聚丙烯本征模量1500MPa为基准，当发泡倍率为3倍，n为2时，该发泡聚丙烯的模量约下降至550MPa，仅略高于PE泡沫的300MPa，极大的限制了其应用范围。此外，聚丙烯改性材料在原材料合成、加工成型，特别是复合使用时，会在老化过程中会产生烃类、苯类、醛类和胺类等挥发性有机物质(TVOC)，危害人体健康，因此还需要从原材料和加工工艺方面进行控制。申请号为201510776113.5的中国专利公开了一种低VOC软触感汽车内饰专用聚丙烯复合材料，按质量百分百计，包括有：聚丙烯树脂：44～72.5％；增韧剂：5～10％；软触感改质剂：5～10％；滑石粉：15～30％；气味吸收剂：1～3％；耐侯剂：0.5～1％；抗氧化剂：0.5～1％；分散剂：0.5～1％。该专利以低VOC聚丙烯树脂、增韧剂、软触感改质剂及滑石粉为主要成分，加入气味吸收剂、耐侯剂、抗氧化剂及分散剂，控制各种材料的比例进行挤出造粒，得到低VOC、在视觉和触觉都有柔软感觉的产品，该复合物可以广泛地应用于仪表台板、立柱、手套箱、门板等汽车内饰件。但是该专利技术并未使用发泡聚丙烯作为基体材质，且对各组分仅仅使用混合后造粒的工艺，无法起到增强发泡聚丙烯的轻量化、高比强度的作用。申请号为201810791650.0的中国专利公开了一种PVC-PP发泡复合材料，由下至上依次包括：泡沫层：所述泡沫层为聚丙烯泡沫层；角质层：所述角质层包括如下重量份数的组分：PVC树脂粉：30～45份；稳定剂：1～3份；增塑剂：1～5份；发泡剂：2～6份；阻燃剂：0.5～3份；所述角质层与泡沫层之间采用胶黏剂连接；表层：所述表层为水性聚碳型聚氨酯处理剂。所述PVC-PP发泡复合材料及其制备方法，采用真空成型技术，利用该方法制备得到的PVC-PP发泡复合材料具有优异的花纹立体感及花纹保持性，同时具有低气味、低VOC、耐热老化、阻燃等优点，使用寿命长，满足汽车内饰材料的应用。虽然该专利以发泡聚丙烯和聚氯乙烯为复合材料，但并未涉及对发泡聚丙烯自身成分的调整，无法获知是如何降低VOC的，且实施例的记载仅提到了该复合材料的硫化氢气体污染参数，并且由于使用增塑剂及胶黏剂，无法实现VOC的降低。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种发泡聚丙烯复合片材及其制备方法，利用超临界流体发泡技术，并且在发泡聚丙烯的成分中加入了对TVOC具有较强吸附作用的无机粉体(具有一定粒径和长径比及较多的活性中心)，保证对VOC吸附的同时一定程度上提高了芯层发泡聚丙烯的力学性能。此外，所述复合片材还具有增强层和增韧层，进一步提高了片材的综合力学性能。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：本专利技术提供了一种发泡聚丙烯复合片材，所述片材由外至内依次包括：增韧层，包括表面复合有热塑性弹性体或聚氯乙烯的交联发泡聚丙烯；增强层，包括聚酯/聚烯烃/有机蒙脱土复合物；芯层，包括发泡倍率为2～5倍的发泡复合材料；所述复合片材的厚度为4～6mm，弯曲模量为1100～1400MPa。上述方案中，为了减少发泡工艺对聚丙烯本征模量的影响，采用含有聚酯和有机改性蒙脱土的增强层与发泡聚丙烯芯层相复合，提高了片材的整体力学性能。而芯层的发泡复合材料则采用对环境友好的短流程超临界流体挤出发泡技术，相比传统方法中使用氟利昂及烷烃类发泡剂发泡，减少了发泡过程中发泡剂对环境的危害，同时由于CO2或N2气体对TVOC类小分子物质的气提作用及其和空气在发泡过程中的快速交换作用，消除了发泡复合材料成品中的VOC。本专利技术的进一步方案为：所述芯层的发泡复合材料是由如下原料经超临界发泡制成的：上述方案中，高熔体强度聚丙烯相比传统的聚丙烯加工温度范围较宽，在较高的温度和较长的加热时间内，熔体具有优良的抗熔垂性能，有利于挤出发泡、中空成型和热成型等发泡工艺；并且高熔体强度聚丙烯具有较高的结晶温度和较短的结晶时间，因此允许热成型制件能在较高的温度下脱模。而本专利技术采用的超临界发泡成型则是将超临界状态的二氧化碳或氮气注入到特殊的塑化装置中，使气体与熔融原料充分均匀混合/扩散后，形成单相混合溶胶，然后将该溶胶导人模具型腔或挤出口模，使溶胶产生大的压力降，从而使气体析出形成大量的气泡核；在随后的冷却成型过程中，溶胶内部的气泡核不断长大成型，最终获得微孔发泡的塑料制品。高熔体强度聚丙烯具有较高的熔体强度和拉伸粘度，其拉伸粘度随剪切应力和时间的增加而增加，应变硬化行为促进了泡孔增长稳定，限制了微孔壁的破坏，在超临界发泡工艺的作用下，提高了聚丙烯材料的发泡倍率，减小并避免塌陷和收缩现象，使冷却后的发泡材料形成均匀的泡孔结构。均匀的泡孔结构也使得本专利技术提供的复合片材在保持一定力学性能的条件下，兼具有轻量化的优势，其密度仅为0.28～0.31g/cm3。本专利技术的进一步方案为：所述无机粉体的粒径为10～50μm，优选粒径为25～40μm，无机粉体的长径比5～20:1，优选长径比为7～15:1；所述无机粉体选自硅灰石，绢云母或凹凸棒土中的一种，优选为凹凸棒土。上述方案中，长径比较高的无机粉体呈类似短纤维的针状晶体结构，作为树脂填料时，可提高制品的力学性能和尺寸稳定性。而由于硅灰石，绢云母，凹凸棒土的比表面积较大且具有一定极性，还可对复合材料在加工成型过程中产生的TVOC进行吸附。其中凹凸棒土晶体表面存在着3种活性吸附中心，即硅氧四面体中的氧原子、在边缘与镁离子配位的水分子和四面体外表面Si-OH离子团。且由于凹凸棒土晶体生长缺陷，导致结构中存有剩余电荷，这些缺陷位成为晶体表面能聚集点，具有较高的吸附活性，通常成为活性中心使得凹凸棒土成为表面活性中心密度较高的极性吸附剂，也为本专利技术的优选无机粉体。本专利技术的进一步方案为：所述超分散剂选自不含可挥发性组分的高分子量改性超支化聚酯，优选为路博泰YY-502或路博泰YY-702，更优选路博泰YY-502和路博泰YY-702以1:2～3的质量比复配。上述方案中，高分子量的超分散剂为不含可挥发性组分的改性超支化得聚酯，例如以异佛尔酮二异氰酸酯改性月桂酸封端羟基的超支化聚酯，使其部分的端氰基，最后用硅烷如KH550接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发泡聚丙烯复合片材，其特征在于，所述片材由外至内依次包括：/n增韧层，包括表面复合有热塑性弹性体或聚氯乙烯的发泡聚丙烯；/n增强层，包括聚酯/聚烯烃/有机蒙脱土复合物；/n芯层，包括发泡倍率为2～5倍的发泡复合材料；/n所述复合片材的厚度为4～6mm，弯曲模量为1100～1400MPa。/n

【技术特征摘要】
1.一种发泡聚丙烯复合片材，其特征在于，所述片材由外至内依次包括：
增韧层，包括表面复合有热塑性弹性体或聚氯乙烯的发泡聚丙烯；
增强层，包括聚酯/聚烯烃/有机蒙脱土复合物；
芯层，包括发泡倍率为2～5倍的发泡复合材料；
所述复合片材的厚度为4～6mm，弯曲模量为1100～1400MPa。


2.根据权利要求1所述的发泡聚丙烯复合片材，其特征在于，所述芯层的发泡复合材料是由如下原料经超临界流体挤出发泡制成的：





3.根据权利要求2所述的发泡聚丙烯复合片材，其特征在于，所述无机粉体的粒径为10～50μm，优选粒径为25～40μm，无机粉体的长径比5～20:1，优选长径比为7～15:1；所述无机粉体选自硅灰石，绢云母或凹凸棒土中的一种，优选为凹凸棒土。


4.根据权利要求2所述的发泡聚丙烯复合片材，其特征在于，所述超分散剂选自不含可挥发性组分的高分子量改性超支化聚酯，优选为路博泰YY-502或路博泰YY-702，更优选路博泰YY-502和路博泰YY-702以1:2～3的质量比复配。


5.根据权利要求1所述的发泡聚丙烯复合片材，其特征在于，所述增强层是由如下原料制成的：



所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.6～0.8dl/g，优选为0.65～0.7dl/g。


6.根据权利要求2或5所述的发泡聚丙烯复合片材，其特征在于，所述通用聚丙烯的型号选自T30S或EPS30R，芯层的发泡复合材料中通用聚丙烯的型号为EPS30R，增强层原料中通用聚丙烯的型号优选为T30S。


7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，何顺涛，何顺伦，侯建鸣，赵志刚，
申请(专利权)人：阜阳楹烽光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34