本发明专利技术提供一种聚丙烯发泡板材或片材，所述发泡板材或片材采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征：其熔融指数MFR为0.2~10g/10min，分子量分布Mw/Mn为6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于0.8wt%，Mz+1/Mn大于或等于70，且其中乙烯含量为0.1~20wt%。本发明专利技术以宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯为原料，实现聚丙烯原料的稳定化，使得发泡窗口有效扩大，工艺易于调整，可以制备出表面自结皮光滑，泡孔直径均匀，闭孔硬质结构，密度为0.2~0.9g/cm3、厚度为0.1~400mm的聚丙烯发泡板材或片材，可广泛应用于保温餐饮具、汽车内饰件、建筑模板、野营用品、装修材料夹层、产品减震包装等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种丙烯乙烯共聚高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材及其制备方法。
技术介绍
发泡材料主要包括发泡珠粒、发泡板材或片材等表观形式；发泡板材或片材广泛用于容器、建筑材料、汽车零件和冲击能吸收材料等。与聚苯乙烯类发泡板材或片材相比，聚丙烯(PP)类发泡板材或片材有优良的刚度和热稳定性，近年来对它的需求日益增长。聚丙烯发泡板材及片材主要利用挤出发泡法得到，具体是在挤出机内直接完成发泡各个组分的混合、熔融，通过在机头部位发泡剂的分解及溢出完成发泡过程。普通聚丙烯是一种部分结晶的聚合物，分子量分布相对较窄，其软化点与熔点较接近，熔程较短，导致发泡温度范围较窄；当温度高于熔点后，其熔体强度急剧下降，导致发泡时泡孔塌陷。通过提高聚丙烯的熔体强度可以改善PP发泡性能。影响聚丙烯熔体强度的主要因素是聚合物分子的结构，包括分子量大小，分子量分布和分子链上是否含有长支链以及长支链的长度和分布等等。通常，丙烯聚合物的平均分子量越大，其熔体强度越大，但分子量越大，对于聚丙烯的后加工成型性能越不利。因此，考虑到材料的实际应用，使聚丙烯具有较宽的分子量分布是需要的，另外，使聚丙烯分子链中产生长支链结构，也可提高聚丙烯的熔体强度。 通过拉宽分子量分布得到的均聚高熔体强度聚丙烯制备发泡板材或片材时，发泡温度较高，从而增加了生产能耗，且其作为基体树脂模量较高，导致发泡制品表面较硬，主要用于汽车顶棚，面板，建筑隔断等对强度要求较高的领域，而在包装，玩具，汽车座椅，床垫等对柔软性，回弹性有特殊要求的领域，限制了其应用范围。丙烯/乙烯高熔体强度共聚聚丙烯，光学性能和韧性也要优于普通均聚聚丙烯，熔点低于普通均聚聚丙烯，从而降低了生产能耗，并且模量较低，柔性及弹性适中，拓展了应用范围，可用于制备发泡制品、双向拉伸薄膜、热成形制品及吹塑制品。特别在发泡片材方面，丙烯/乙烯共聚高熔体聚丙烯具有更大工业应用前景。PP发泡板材主要采用挤出方法进行成型加工。挤出成型具有很高的生产效率，并且容易实现自动化。早期的PP发泡板材多为采用交联工艺的两步挤出发泡成型方法所制备。即将PP树脂与发泡剂、交联剂、成核剂等进行充分混合，然后在挤出机上挤出为板材，随后将未发泡的PP板材进行交联，再在发泡炉中进行发泡成型，交联可以采用辐射交联和化学交联两种方法，树脂在发泡之前的交联可以使其熔体粘度随着温度升高而降低的速度变慢，从而在较宽的温度范围内具有适当的熔体粘度。这种方法将混料和发泡分开进行，挤出机仅仅进行发泡组分的混合，且该方法得到的聚丙烯发泡材料由于交联不可重复利用，对环境容易造成污染。中国专利CN201010134664.9(2010年3月26日申请)公开了一种新型的高倍率交联发泡聚丙烯板材及其制备方法。该高倍率交联发泡聚丙烯板材包括聚丙烯树月旨、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，利用辐照法克服了温度高于熔点后聚丙烯熔体强度迅速下降的趋势，制备出了性能优良的产品，使材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能均有明显的提高。但该方法是一种交联法制备聚丙烯发泡材料，得到发泡聚丙烯不具有可回收性，作为包装及汽车材料使用不可回收，将造成环境污染。类似专利还有中国专利CN101081914A及 CN1131277C。近年来，PP的直接挤出发泡板材成型方法受到广泛重视。直接挤出发泡法是在挤出机内直接完成发泡各个组分的混合、熔融和发泡过程，又可以称之为一步挤出发泡成型法。根据所采用发泡剂的不同，直接挤出发泡成型法又可以分为物理发泡和化学发泡两种方法，不管采用哪种方法，共同的控制要素是建立足够高的机头压力来抑制发泡体系在挤出口模附近提前发泡，一旦发泡体系进入口模，就会释压发泡成型。根据已公开专利，具体的挤出工艺、能耗和设备要求上不尽相同。 中国专利CN99123626.2公开了一种膨胀比为4倍或更大的聚丙烯类发泡板材，具有优良的轻量性能与刚度的均衡性。CNO1145171.8公开了一种其中有效防止了发泡层中泡孔破损的、表面平滑性优异的板材，以及稳定生产该板材的方法。以上两种技术方案尽管都能够制备出表面平整的聚丙烯发泡板材，但需要至少一面层压了一层贴面材料，这增加了对机械的要求和工艺的复杂性。中国专利CN99111834.0公开了一种生产非交联聚丙烯基树脂泡沫片的方法，该专利技术使用设在挤出机与模头间并由模头接管连接的齿轮泵的挤出发泡装置，使得有可能生产出细泡沫与良好外观的泡沫片，具有卓越的生产率与挤出稳定性，减少在板材端部出现的波纹状或折皱状缺陷。但在口模前增加齿轮泵，提高了发泡板材的生产成本及能耗。美国专利US6251319公开了一种制备聚丙烯发泡板材的方法，使用高熔体强度聚丙烯树脂及挥发性易燃的发泡剂丁烷，发泡倍率为4-56倍，但是由于使用可燃物作为发泡剂，设备及相应厂房须经特殊的防爆处理，因此聚丙烯发泡材料的成本较高。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种丙烯乙烯共聚高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材及其制备方法。得到了符合环保要求的可降解、泡孔均匀、闭孔率高、物理耐热性高、密度可控、生产成本低且适合规模化生产的聚丙烯发泡板材或片材。[0011 ] 在本专利技术中，所述“高熔体强度”是指聚丙烯的熔体强度在0.8牛顿以上，其熔体强度甚至可达到或超过2.2牛顿。本专利技术中使用的高熔体强度聚丙烯不仅分子量分布较宽，而且其最大的特点是极闻分子量级分(分子量大于500万)含量较闻，同时优选较低分子量级分(分子量小于5万)的含量也大于一定量，这样使所得丙烯聚合物的熔体强度有了明显地提高，而且还保证了聚合物的加工性能。本专利技术提供一种聚丙烯发泡板材或片材，所述发泡板材或片材采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征:其熔融指数MFR为0.2~10g/10min，分子量分布Mw/Mn为6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于0.8wt%，Mz+1/Mn大于或等于70，且其中乙烯含量为0.1~20wt%。在基体树脂中添加发泡剂，可以生产发泡聚丙烯。发泡剂可以是无机发泡剂或有机发泡剂，无机发泡剂例如为空气、氮气、二氧化碳、氧气和水，有机发泡剂在一定温度和压力下分解释放气体，在树脂等可发性材料中形成多孔的泡状结构。在本专利技术中，优选所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征:其熔融指数MFR为1.6~6g/10min,分子量分布Mw/Mn=6~20,分子量大于500万级分的含量大于或等于1.0wt%,Mz+1/Mn大于或等于80，乙烯含量为0.5~10wt%，分子量小于5万级分的含量为17.5~30wt%，且聚合物的分散指数为9.0~16.0。本专利技术还提供一种聚丙烯发泡板材或片材，所述发泡板材或片材采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯采用如下方法制备得到:在两个以上串联操作的反应器中，进行两阶段以上丙烯/乙烯共聚合反应，其中第一阶段:在包括第一外给电子体组分的Ziegler-Natta催化剂存在下,在50~100°C的聚合温度下，进行丙烯/乙烯共聚合反应，所得聚合物的MFR控制为0.01-0.3g/10min ;第二阶段:在第一阶段反应生成物的基础上，氢气存在下，加入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚丙烯发泡板材或片材，其特征在于，所述发泡板材或片材采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征：其熔融指数MFR为0.2～10g/10min，分子量分布Mw/Mn为6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于0.8wt%，Mz+1/Mn大于或等于70，且其中乙烯含量为0.1~20wt%。
【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯发泡板材或片材，其特征在于，所述发泡板材或片材采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征:其熔融指数MFR为0.2~10g/10min，分子量分布Mw/Mn为6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于0.8wt%，Mz+1/Mn大于或等于70，且其中乙烯含量为0.1~20wt%。2.根据权利要求1所述的聚丙烯发泡板材或片材，其特征在于，所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征:其熔融指数MFR为1.6飞g/10min，分子量分布Mw/Mn=6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于1.0wt%, Mz+1/Mn大于或等于80，乙烯含量为0.5~10wt%，分子量小于5万级分的含量为17.5~30wt%，且聚合物的分散指数为9.0~16.0。3.一种聚丙烯发泡板材或片材，其特征在于，所述发泡板材或片材采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯采用如下方法制备得到:在两个以上串联操作的反应器中，进行两阶段以上丙烯/乙烯共聚合反应，其中第一阶段:在包括第一外给电子体组分的Ziegler-Natta催化剂存在下,在50~100°C的聚合温度下，进行丙烯/乙烯共聚合反应，所得聚合物的MFR控制为0.01-0.3g/10min ;第二阶段:在第一阶段反应生成物的基础上，氢气存在下，加入第二外给电子体组分和乙烯继续进行丙烯/乙烯共聚合反应；最终聚合物的MFR控制为0.2~10g/10min ;其中，所述第一外给电子体比第二外给电子体的氢调敏感度低。4.根据权利要求3所述的聚丙烯发泡板材或片材,其特征在于，所述Ziegler-Natta催化剂包括以下组分，一种以镁、钛、卤素和内给电子体为主要组分的固体催化剂组分A、一种有机铝组分B和第一外给电子体组分C，其中组分A与组分B之间的重量比例以钛铝比计为1:10-500，组分B与组分C之间的重量比例为10-150:1 ;第二阶段中，有机铝组分B与补入的第二外给电子体组分间的重量比例为广50:...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏，吕明福，张师军，张洪波，刘有鹏，张丽英，尹华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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