发泡改性剂、发泡母粒、发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种发泡改性剂、发泡母粒、发泡材料及其制备方法。其中发泡改性剂以硝酸铁为吸热剂、硝酸铜或硫酸铜为缓释剂，配合包覆材料，配制出发泡改性剂。将发泡改性剂，发泡剂、载体及助剂混合挤出即制得发泡母粒。制得的发泡母粒具有起始分解温度高，分解速度慢，分解温度范围宽的特点。同时，发泡改性剂中的吸热剂分解亦可产生气体，从而提高了发泡倍率。基于发泡母粒的上述特性，可在具有高流动性的树脂基体中制备出发泡效率高，泡孔孔径小，外观无气痕、料花、起皮分层等表观缺陷，力学性能高的发泡材料。

【技术实现步骤摘要】
发泡改性剂、发泡母粒、发泡材料及其制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种发泡改性剂、发泡母粒、发泡材料及其制备方法。
技术介绍
在汽车轻量化趋势的推动下，微发泡材料作为一种空气填充的复合材料，具有密度低的特点，减重效果显著，同时微发泡材料具有致密的表层和发泡芯层结构，对制件的性能影响轻微而备受推崇。然而，化学发泡方式制备的微发泡聚丙烯在注射成型过程中外观普遍存在的气痕、料花、起皮分层等表观问题影响制件的美观。制件内部结构存在泡孔孔径过大，孔径均匀性差，串孔等问题而影响制件性能。这些和模具结构，成型方式，辅助技术和发泡基料熔体强度有关，也和发泡剂的分解特性有密切联系。公开号为CN108546405A的专利文件公开了一种高表面质量的微发泡注塑尼龙材料，通过调节配方形成物理和化学的微交联结构，提高了尼龙材料熔体强度，获得了泡孔细小，均匀致密，且力学性能较好的高表面外观的微发泡注塑尼龙材料。公开号为CN105566751A的专利文件公开了一种高结晶性聚丙烯发泡母粒及其制备方法，该发泡母粒通过提高注塑发泡过程中非发泡区域的力学性能来降低化学发泡带来的力学性能下降。当发泡剂分解速度一致时，发泡基料的熔体强度越高，锁泡能力越优异，制件的外观越好。然而，基料的熔体强度越高，相对的流动性往往会降低，尤其对于聚丙烯材料，其通过交联、接枝的方式制得的高熔体强度聚丙烯材料的流动性会明显下降，气体发泡膨胀的阻力增大，发泡倍率往往不高。对于高流动高熔体强度的材料，由于注塑设备的熔胶储料的剪切分散能力有限，当发泡剂分解速度过快时，部分发泡剂已分解膨胀成局部大泡孔，虽熔体强度高、泡孔不破裂确保了制件良好的外观，但局部大泡孔会造成应力集中，即便非发泡区域的力学性能很高，应力集中也会严重影响制件的性能。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提供一种发泡改性剂、发泡母粒、发泡材料及其制备方法，制备得的发泡母粒具有发泡比例高、泡孔孔径小的特点，消除了微发泡材料加工成型出现气痕、料花、起皮分层等表观缺陷，兼具良好的力学性能和外观效果。具体技术方案如下：一种发泡改性剂，按重量份数计，包括以下组分：缓释剂1-5份；吸热剂1-5份；包覆材料5-15份；所述缓释剂为硫酸铜；所述吸热剂为硝酸铁；所述包覆材料包括第一层包覆材料和第二层包覆材料；所述第一层包覆材料由芥酸酰胺、硬脂酸和硬脂酸锌组成；所述第二层包覆材料由羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油和铂催化剂组成。本专利技术还提供了一种发泡母粒，具体技术方案如下：一种发泡母粒，按重量百分比计，原料包括以下组分：本专利技术还提供了一种发泡母粒的制备方法，具体技术方案如下。一种发泡母粒的制备方法，包括以下步骤：1)将发泡剂、吸热剂混合搅拌，加入第一层包覆材料、加热，加入缓释剂、搅拌，然后加入羟基聚二甲基硅氧烷和含氢硅油，搅拌，得混合物A；2)将聚乙烯、乙烯基弹性体、铂催化剂、步骤1)制得的混合物A、加工助剂，按比例投入混料机中混合搅拌，双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得。本专利技术还提供了一种微发泡材料具体技术方案如下。一种微发泡材料，由上所述的发泡母粒和微发泡基体树脂制备得到；所述发泡母粒和微发泡基体树脂的质量比为1-2:100；所述微发泡基体树脂按重量百分比计，包括以下组分：64.4％的聚丙烯、15％的乙烯—辛烯共聚物、20％的滑石粉和0.6％的加工助剂。优选地，所述的聚丙烯于230℃，2.16kg荷重时熔融指数≥80g/10min；及/或所述的乙烯—辛烯共聚物于190℃，2.16kg荷重时熔融指数≥2g/10min；及/或所述的加工助剂由抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸酯类抗氧剂三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯按1:1:1比例组成。本专利技术还提供了一种微发泡材料的制备方法，具体技术方案如下：一种微发泡材料的制备方法，将如上所述的发泡母粒和微发泡基体树脂，按质量比为1-3：100加入到注塑机中注塑成型，条件如下：注射速度为80-100mm/s，注射压力为80-100bar，注射时间为0.8-1.2s，无保压，冷却时间为7-9s。基于上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过以硝酸铁为吸热剂、硫酸铜为缓释剂，配合包覆材料，得到发泡改性剂，将发泡改性剂用于制备发泡母粒，应用于制备发泡材料。其中发泡改性剂中添加的吸热剂协效吸热，缓释剂在低温时反应吸收发泡剂碳酸氢钠分解出来的少量气体、在高温时吸热分解重新释放气体，并配合包覆剂的隔热和包覆，在上述作用下，提高了发泡剂的起始分解温度，降低了发泡剂的分解速率，拓宽了发泡剂的分解温度区间。同时，吸热剂分解亦产生气体，从而提高了发泡倍率。使用该发泡母粒可以制备出发泡效率高，泡孔孔径小，外观无气痕、料花、起皮分层等表观缺陷，力学性能高的发泡材料。附图说明图1为实施例1制备得到的微发泡材料的外观示意图；图2为实施例2制备得到的微发泡材料的外观示意图；图3为对比例1制备得到的微发泡材料的外观示意图；图4为对比例2制备得到的微发泡材料的外观示意图；图5为对比例3制备得到的微发泡材料的外观示意图；图6为对比例4制备得到的微发泡材料的外观示意图；图7为对比例5制备得到的微发泡材料的外观示意图；图8为实施例1制备得到的微发泡材料的截面示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照实施例对本专利技术进行更全面的描述，以下给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。应理解，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用试剂，均为市售产品。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术的一种发泡改性剂，按重量份数计，包括以下组分：缓释剂1-5份；吸热剂1-5份；包覆材料5-15份；所述缓释剂选自硫酸铜；所述吸热剂为硝酸铁；所述包覆材料包括第一层包覆材料和第二层包覆材料；所述第一层包覆材料由芥酸酰胺、硬脂酸和硬脂酸锌组成；所述第二层包覆材料由羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油和铂催化剂反应生成。本专利技术的发泡改性剂通过使用吸热剂吸收了一部分热量，使作用于发泡剂的热量降低，同时使用缓释剂低温时反应吸收气体，高温吸热分解重新释放气体的作用下，将其应用于制备发泡母粒，拓宽了发泡剂的分解温度区间，降低了发泡剂的分解速率。同时，因吸热剂受热分解亦产生气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发泡改性剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：缓释剂1-5份；吸热剂1-5份；包覆材料5-15份；/n所述缓释剂为硫酸铜；所述吸热剂为硝酸铁；所述包覆材料包括第一层包覆材料和第二层包覆材料；/n所述第一层包覆材料由芥酸酰胺、硬脂酸和硬脂酸锌组成；/n所述第二层包覆材料由羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油和铂催化剂组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种发泡改性剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：缓释剂1-5份；吸热剂1-5份；包覆材料5-15份；
所述缓释剂为硫酸铜；所述吸热剂为硝酸铁；所述包覆材料包括第一层包覆材料和第二层包覆材料；
所述第一层包覆材料由芥酸酰胺、硬脂酸和硬脂酸锌组成；
所述第二层包覆材料由羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油和铂催化剂组成。


2.根据权利要求1所述的发泡改性剂，其特征在于，所述第一层包覆材料中，芥酸酰胺、硬脂酸、硬脂酸锌的质量比为(1-3):(0.5-1.5):1；及/或
所述第二层包覆材料中，羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油、铂催化剂的质量比为1:(0.5-1.5):(0.004-0.006)。


3.根据权利要求1或2所述的发泡改性剂，其特征在于，所述羟基聚二甲基硅氧烷黏度小于0.08Pa/s。


4.一种发泡母粒，其特征在于，按重量百分比计，原料包括以下组分：





5.根据权利要求4所述的发泡母粒，其特征在于，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种；及/或
所述乙烯基弹性体选自乙烯—丁烯共聚物、乙烯—辛烯共聚物和三元乙丙橡胶中的一种；及/或
所述发泡剂为碳酸氢钠；及/或
所述加工助剂由抗氧剂、光稳定剂和金属钝化剂组成。


6.根据权利要求5所述的发泡剂，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，所述低密度聚乙烯的Mw/Mn＞5，于190℃、2.16kg荷重时，所述低密度聚乙烯的熔融指数≥40g/10min；及/或
所述乙烯基弹性体为乙烯—辛烯共聚物，于230℃，2.16kg荷重时，所述乙烯基弹性体熔融指数≥30g/10min；及/或
所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸酯类抗氧剂三(2,4-二叔丁基)亚磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪剑城，卢健体，罗贤祖，
申请(专利权)人：广东圆融新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44