低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物以及低密度增韧聚丙烯发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子发泡材料技术领域，公开了一种低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物以及低密度增韧聚丙烯发泡材料及其制备方法。所述组合物包括聚丙烯、聚苯乙烯和弹性体，且以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述聚苯乙烯为5

【技术实现步骤摘要】
低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物以及低密度增韧聚丙烯发泡材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子发泡材料
，具体涉及一种低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物以及低密度增韧聚丙烯发泡材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]发泡聚丙烯是以聚丙烯为连续相，气体为分散相的聚丙烯/气体两相复合材料，具有质轻、耐热、力学性能优异、隔音等特性。近几年发展迅速，并逐渐成为替代发泡聚苯乙烯的新型发泡材料，在汽车、包装、玩具、家居、建筑等行业得到了广泛的应用。但是，由于聚丙烯较高的结晶性，温度低于熔点时，树脂几乎不流动，温度高于熔点时其熔体强度急剧下降，稀薄且无粘弹性的聚丙烯熔体难以将发泡剂气体分子保持住，因此在发泡过程中无法一次达到较低密度(≤0.045g/cm3)的、泡孔均匀的发泡珠粒。
[0003]目前，为得到一种高强度低密度的聚丙烯发泡材料，研究者通过多种途径改善其性能：
[0004]CN104974368A公开了一种抗静电聚丙烯发泡珠粒，其以聚丙烯为基体树脂、添加改性碳纳米管为抗静电剂并采用物理发泡剂发泡制得所述聚丙烯发泡珠粒；另外，其发泡温度及发泡压力较高。
[0005]CN101805481A公开了一种高倍率交联发泡聚丙烯片材及其制备方法，包括聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，通过辐照交联得到高倍率的聚丙烯发泡材料。
[0006]CN105885242A公开了一种高刚性聚丙烯发泡珠粒及其节能制备方法，采用双层共挤出的方式，表层为低成型压力聚丙烯、芯层为高刚性聚丙烯，以此获得高刚性、低成型压力的发泡聚丙烯珠粒。
[0007]采用上述方法制备的发泡聚丙烯材料生产过程较为复杂，且以此发泡得到的发泡材料密度一般高于0.045g/cm3，需要通过载压水蒸汽二次发泡得到低密度的发泡材料，由此在生产过程中会增加能源与时间成本。
[0008]因此，开发一种低密度增韧发泡聚丙烯材料及其制备方法具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的采用一步法制备得到的发泡材料的密度虽然低于0.045g/cm3但力学性能差的缺陷问题，采用两步法制备的发泡材料密度需要通过载压水蒸汽二次发泡得到低密度的发泡材料，由此在生产过程中会增加能源与时间成本的缺陷问题，提供一种低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物以及低密度增韧聚丙烯发泡材料及其制备方法，该制备方法简单、生产成本低且适合规模化生，以及能够制备得到泡孔均匀、力学性能优良的低密度发泡聚丙烯材料。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物，其中，所述组合物包括聚丙烯、聚苯乙烯和弹性体，且以100 重量份的所述聚丙烯为基
准，所述聚苯乙烯为5
‑
15重量份，所述弹性体为 5
‑
25重量份；其中，所述聚丙烯为C2
‑
C4烯烃与丙烯共聚得到的无规共聚聚丙烯，且C2
‑
C4烯烃的含量为1
‑
8重量％。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种采用前述所述的组合物制备低密度增韧聚丙烯发泡材料的方法，其中，所述的方法包括：
[0012](1)将聚丙烯、聚苯乙烯、弹性体、可选的相容剂和可选的发泡助剂混合后熔融共挤出、冷却、拉条、切粒，得到共混物微粒；
[0013](2)将所述共混物微粒与二氧化碳置于高压密闭容器中在第一温度条件下进行保温处理，再以0.1
‑
1℃/min的升温速率升温至第二温度条件下进行升温处理，然后将所述高压密闭容器进行泄压处理、经脱水、第一干燥得到发泡珠粒；
[0014](3)将所述发泡珠粒静置后再经载压、水蒸汽模塑成型、第二干燥处理，得到低密度增韧聚丙烯发泡材料。
[0015]本专利技术第三方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的低密度增韧聚丙烯发泡材料。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术所提供的增韧的聚丙烯发泡材料的制备方法，通过在聚丙烯基体中加入聚苯乙烯可提高二氧化碳在聚合物基体中的溶解度，提高聚丙烯发泡珠粒的一次发泡倍率，降低发泡珠粒的密度；通过在聚丙烯基体中加入弹性体，有利于增加发泡珠粒的韧性，而且可以降低发泡珠粒的成型压力，进而获得力学性能优良、应用范围更广、更适合工业化应用的聚丙烯发泡材料。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例1制备得到的低密度增韧聚丙烯发泡材料的扫描电镜照片；
[0018]图2是对比例1经一次发泡制得的发泡珠粒的扫描电镜照片。
具体实施方式
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]在本专利技术中，需要说明的是，所给出的数据范围选自范围中的任意值，且包含范围的端点值。
[0021]本专利技术第一方面提供了一种低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物，其中，所述组合物包括聚丙烯、聚苯乙烯和弹性体，且以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述聚苯乙烯为5
‑
15重量份，所述弹性体为5
‑
25重量份；其中，所述聚丙烯为C2
‑
C4烯烃与丙烯共聚得到的无规共聚聚丙烯，且C2
‑
C4烯烃的含量为1
‑
8重量％。
[0022]本专利技术的专利技术人意外发现：现有技术制备的低密度发泡聚丙烯，一步法密度低于0.045g/cm3，但是，一般一次发泡得到低密度的发泡聚丙烯珠粒具有泡孔收缩、力学性能差等缺点。采用两步法：一次釜压发泡达到0.045g/cm3，需要经过载压水蒸汽二次发泡达到低于0.045g/cm3的聚丙烯发泡珠粒。
[0023]基于此，本专利技术的专利技术人为了能一次发泡得到低密度高倍率的发泡聚丙烯珠粒，
意外发现：通过在聚丙烯基体中加入聚苯乙烯提高二氧化碳在聚合物基体中的溶解度，并通过加入弹性体共混的方式，提高其力学性能并能有效地降低发泡材料的成型压力，节能减排。另外，采用本专利技术的制备方法能制备得到发泡密度低于0.045g/cm3且力学性能优良的聚丙烯发泡材料，且能够降低生产成本。
[0024]根据本专利技术，优选情况下，以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述聚苯乙烯为5
‑
10重量份，所述弹性体为10
‑
20重量份。
[0025]根据本专利技术，所述聚丙烯为丙烯与1
‑
丁烯无规共聚物和/或乙丙共聚聚丙烯；优选地，所述聚丙烯为乙丙共聚聚丙烯；更优选地，所述聚丙烯在230℃、 2.16kg条件下的熔融指数为1
‑
20g/10min，更优选为5
‑
12g/10min。在本专利技术中，具体地，所述聚丙烯为购自中国本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低密度增韧聚丙烯发泡材料组合物，其特征在于，所述组合物包括聚丙烯、聚苯乙烯和弹性体，且以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述聚苯乙烯为5
‑
15重量份，所述弹性体为5
‑
25重量份；其中，所述聚丙烯为C2
‑
C4烯烃与丙烯共聚得到的无规共聚聚丙烯，且C2
‑
C4烯烃的含量为1
‑
8重量％。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚丙烯为丙烯与1
‑
丁烯无规共聚物和/或乙丙共聚聚丙烯；优选地，所述聚丙烯为乙丙共聚聚丙烯；和/或，所述聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为1
‑
20g/10min，优选为5
‑
12g/10min。3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述弹性体为聚烯烃弹性体和/或苯乙烯类弹性体；优选地，所述聚烯烃弹性体选自二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、茂金属三元乙丙橡胶、乙烯/α
‑
烯烃无规共聚物弹性体和茂金属催化丙烯乙烯共聚物弹性体中的一种或多种；优选地，所述苯乙烯类弹性体选自苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯
‑
乙烯/丁烯/丙烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯
‑
乙烯
‑
乙烯/丙烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚苯乙烯的重均分子量为1.5
×
105至4
×
105，分子量分布指数Mw/Mn≤4。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物还包括相容剂和发泡助剂，且以100重量份的所述聚丙烯为基准，所述相容剂为0.5
‑
5重量份，所述发泡助剂为1
‑
10重量份；和/或，所述相容剂选自马来酸酐、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯和异冰片丙烯酸酯中的一种或多种；和/或，所述发泡助剂选自抗氧剂、成核剂和稳定剂中的一种或多种；优选地，所述稳定剂选自硫代二丙酸十八酯、3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基磷酸二乙酯、双十八烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘川川，吴飞，刘国强，宋超波，蓝小琴，沈强锋，郑文革，
申请(专利权)人：中石化宁波新材料研究院有限公司中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：