一种节能的发泡聚丙烯珠粒及其模塑制件制造技术

本发明专利技术属于发泡聚丙烯技术领域，具体涉及一种节能的发泡聚丙烯珠粒及其模塑制件，发泡聚丙烯珠粒是通过复合微粒经过高温高压釜式发泡法制备而成，复合微粒包括芯层和皮层，芯层包括如下质量百分比的各组分：40

【技术实现步骤摘要】
一种节能的发泡聚丙烯珠粒及其模塑制件


[0001]本专利技术属于发泡聚丙烯
，具体涉及一种节能的发泡聚丙烯珠粒及其模塑制件。

技术介绍

[0002]釜式法生产的发泡聚丙烯珠粒(EPP)及其模塑制品材料回弹性优异、耐高温性更好(理解为可在更高温度下使用)且生产过程清洁无污染，是PU泡沫、EPS和EPE的理想替代品，目前EPP已经广泛应用在保温隔热、缓冲包装和汽车轻量化领域。
[0003]EPP珠粒固有的熔融特性，导致了其水蒸气模塑时需要较高的蒸汽压力才能实现牢固的烧结，特别是对比EPS的模塑过程，EPP珠粒高的成型能耗是一个阻碍其进一步发展推广的因素。
[0004]中国专利技术专利CN101679662A使用熔点115
‑
135℃的聚丙烯材料，得到了成型压力低于0.18MPa的发泡聚丙烯珠粒及其模塑制品；本专利技术人经过反复验证实验，发现该技术产品有抗压缩性能低(手感偏软)的风险缺陷。中国专利技术专利CN112457596A得到了低熔点聚烯烃包覆高熔点聚丙烯的节能型发泡珠粒，其成型压力低于2.2bar，但在EPS成型机模(成型压力低于1.6bar)塑存在烧结不良和制件表观质量差的风险。
[0005]鉴于此，有必要提供一种低成型能耗的发泡聚丙烯珠粒，降低模塑制件成型压力的同时，保证模塑制件表面质量和力学性能优异。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本申请公开了一种节能的发泡聚丙烯珠粒及其模塑制件，该发泡聚丙烯珠粒所用的是低熔点聚烯烃包覆芯层聚丙烯的复合微粒，利于发泡珠粒的低模塑成型压力和模塑制件优异的力学性能，芯层多组分聚丙烯配比及助膨胀剂有利于提升发泡珠粒的模塑膨胀性，促进低于1.4bar的模塑成型压力下，发泡芯层有足够的模塑膨胀能力，利于成型制件有优异的表面。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种节能的发泡聚丙烯珠粒，所述发泡聚丙烯珠粒是通过复合微粒经过高温高压釜式发泡法制备而成，所述复合微粒包括芯层和皮层，所述芯层包括如下质量百分比的各组分：40
‑
60％的聚丙烯A、20
‑
40％的聚丙烯B、15
‑
30％的聚丙烯C、0.05
‑
2％的助膨胀剂、0.05
‑
0.5％的泡孔成核剂、0.5
‑
3％的马来酸酐改性聚丙烯；所述皮层包含如下质量百分比的各组分：90
‑
100％的聚烯烃D，0
‑
10％的其他助剂。
[0009]作为优选，上述聚丙烯A的熔点为120
‑
130℃，熔融指数为5
‑
10g/10min；所述聚丙烯B的熔点为130
‑
140℃，熔融指数为5
‑
12g/10min；所述聚丙烯C的熔点为140
‑
152℃，熔融指数为5
‑
30g/10min；所述聚烯烃D的熔点为104
‑
122℃，熔融指数为4
‑
15g/10min。
[0010]作为优选，上述聚丙烯A、聚丙烯B和聚丙烯C均为无规共聚聚丙烯，优选茂金属催化剂系列的产品；所述聚丙烯A的弯曲模量不低于700MPa，所述聚丙烯B的弯曲模量不低于
900MPa，所述聚丙烯C的弯曲模量不低于1200MPa；所述聚烯烃D为LLDPE、LDPE、HDPE、三元无规共聚PP、POE、POP、OBC中的一种或几种。
[0011]作为优选，上述泡孔成核剂为聚四氟乙烯粉末、硼酸锌、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硬脂酸钙、二氧化硅中的一种或几种，所述泡孔成核剂的粒径为10
‑
15μm。
[0012]作为优选，上述助膨胀剂为亲水性物质。
[0013]作为优选，上述助膨胀剂为硫酸铝钾，平均粒径为1
‑
15μm。
[0014]作为优选，上述皮层占复合微粒总质量的3
‑
8％；所述复合微粒的长度为1.2
‑
2.5mm，单重为0.5
‑
1.8mg。
[0015]作为优选，上述发泡聚丙烯珠粒的制备方法为：
[0016](1)聚丙烯A、聚丙烯B、聚丙烯C、助膨胀剂、泡孔成核剂、马来酸酐改性聚丙烯按一定比例混合后，双螺杆挤出造粒制得芯层母料；
[0017](2)聚烯烃D与其他助剂按一定比例混合均匀后，双螺杆挤出造粒制得皮层母料；
[0018](3)将芯层母料和皮层母料分别加入双单螺杆共挤出机组的芯层挤出机和皮层挤出机，塑化后同时经由共挤出口模出丝造粒，得到皮层包覆芯层的复合微粒；
[0019](4)将复合微粒与分散剂和水一起加入到高压釜，密封后加入CO2，不停搅拌，升高反应釜的温度至发泡温度，调节釜内压力至发泡压力，在此温度和压力条件下保持5
‑
30min，泄压将物料排放到常压的发泡管道中进行发泡，发泡管道内气氛温度为85
‑
98℃，物料在发泡管道中经历的时间为4
‑
15s，最终得到堆积密度15
‑
120g/L的发泡珠粒，发泡珠粒第一次DSC熔融曲线中高于固有熔点的熔化峰吸热焓值8
‑
15J/g(后面称高温熔化峰吸热焓值)。
[0020]一种节能的发泡聚丙烯珠粒的模塑制件，采用上述的发泡聚丙烯珠粒通过水蒸气烧结成型获得，具体步骤为：发泡珠粒经空气载压后，水蒸气模塑成型。
[0021]作为优选，上述模塑制件的成型压力低于1.4bar，可以在EPS模塑机上进行成型生产，所述模塑制件表面质量优异；所述模塑制件的密度为58
‑
62g/L，50％应变时压缩应力不低于500KPa。
[0022]本专利技术具有如下的有益效果：
[0023](1)本申请的发泡聚丙烯珠粒所用的复合微粒有皮层包覆芯层的结构，皮层主体树脂的熔点低，易熔结，与芯层所用主基材树脂有很好的相容性，皮层可以牢固包覆于芯层表面；芯层树脂采用特殊选型的混合料，EPP在低成型压力模塑过程膨胀性优异且保证优异的力学性能。助膨胀剂的添加进一步促进模塑膨胀性，利于EPP珠粒在低于1.4bar成型压力更优异的模塑膨胀，牢固烧结的同时体现模塑制件优异的表观质量。
[0024](2)本申请的助膨胀剂硫酸铝钾，强吸湿性有助于釜压发泡的高膨胀性及优异的泡孔均匀性，利于珠粒模塑膨胀。
[0025](3)本申请所用复合微粒发泡得到的发泡珠粒，其芯层是闭孔结构，皮层不起泡或极少微泡，复合微粒的皮层占比为3
‑
8％，在保证稳定的促进珠粒表皮烧结的前提下，有助于发泡珠粒获得较好的回弹性和成型制件的优异的抗压缩性。
[0026](4)在EPP逐步替代EPS应用的背景趋势下，本技术产品适合应用于EPS成型厂家向EPP模塑加工业务的转型(不用投入新成型设备费用，直接用现有E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能的发泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述发泡聚丙烯珠粒是通过复合微粒经过高温高压釜式发泡法制备而成，所述复合微粒包括芯层和皮层，所述芯层包括如下质量百分比的各组分：40
‑
60%的聚丙烯A、20
‑
40%的聚丙烯B、15
‑
30%的聚丙烯C、0.05
‑
2%的助膨胀剂、0.05
‑
0.5%的泡孔成核剂、0.5
‑
3%的马来酸酐改性聚丙烯；所述皮层包含如下质量百分比的各组分：90
‑
100%的聚烯烃D，0
‑
10%的其他助剂。2.如权利要求1所述的节能的发泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述聚丙烯A的熔点为120
‑
130℃，熔融指数为5
‑
10g/10min；所述聚丙烯B的熔点为130
‑
140℃，熔融指数为5
‑
12g/10min；所述聚丙烯C的熔点为140
‑
152℃，熔融指数为5
‑
30g/10min；所述聚烯烃D的熔点为104
‑
122℃，熔融指数为4
‑
15g/10min。3.如权利要求1所述的节能的发泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述聚丙烯A、聚丙烯B和聚丙烯C均为无规共聚聚丙烯，优选茂金属催化剂系列的产品；所述聚丙烯A的弯曲模量不低于700MPa，所述聚丙烯B的弯曲模量不低于900MPa，所述聚丙烯C的弯曲模量不低于1200MPa；所述聚烯烃D为LLDPE、LDPE、HDPE、三元无规共聚PP、POE、POP、OBC中的一种或几种。4.如权利要求1所述的节能的发泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述泡孔成核剂为聚四氟乙烯粉末、硼酸锌、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硬脂酸钙、二氧化硅中的一种或几种，所述泡孔成核剂的粒径为10
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15μm。5.如权利要求1所述的节能的发泡聚丙烯珠粒，其特征在于：所述助膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊业志，曾佳，蒋璠晖，朱民，何若虚，刘缓缓，杨亮炯，史亚杰，宋新意，
申请(专利权)人：无锡会通轻质材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：