CN105694233A - 一种发泡聚丙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发泡聚丙烯，按重量分数计，包括以下组分：聚丙烯树脂100份，α-烯烃低聚物10-30份，发泡剂0.01-10份，表面修饰的无机填料10-20份，助剂1-10份，所述α-烯烃低聚物为数均分子量小于10000的低聚物，所述助剂包括抗氧化剂、泡孔稳定剂。制备方法中将原料分批以不同时间加入，发泡聚丙烯发泡倍率高、力学性能好，生产方法简单，能够满足轻量化要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯及其制备方法，具体涉及一种发泡聚丙烯及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
发泡聚丙烯树脂相对于发泡聚苯乙烯树脂而言具有更为优异的耐药品性、耐热性、压缩后的应变回复率，与发泡聚乙烯树脂相比，发泡聚丙烯具有更优异的尺寸精密度、耐热性、压缩强度，由于上述优异性能，发泡聚丙烯得到的发泡成形体可被用于绝热材料、缓冲包装材料、汽车内部装饰部件、汽车保险杠用芯材等各种用途。
现有的发泡聚丙烯要么虽然材料强度优异，但发泡倍率低，不能满足材料轻量化的要求，要么具有较高的发泡倍率，但材料力学性能较差，且容易出现制成结构体时的收缩、变形变大，表面质量差等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种发泡聚丙烯及其制备方法，该发泡聚丙烯发泡倍率高、力学性能好，生产方法简单，能够满足轻量化要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种发泡聚丙烯，按重量分数计，包括以下组分：聚丙烯树脂100份，α-烯烃低聚物10-30份，发泡剂0.01-10份，表面修饰的无机填料10-20份，助剂1-10份，所述α-烯烃低聚物为数均分子量小于10000的低聚物，所述助剂包括抗氧化剂、泡孔稳定剂。
优选地，所述发泡剂为碳原子数为3-5的烷烃和双氧水混合物，所述烷烃和双氧水的质量比为1-5:2-6。
优选地，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯，所述无规共聚聚丙烯具有下述性质：
S1：MFR为5-15g/10min，所述MFR的测量是根据ASTMD-1238，条件230℃/2.16千克kg重量进行的。；
S2：基于所述聚丙烯树脂的总量，在25℃下的对二甲苯可溶组分量(CXS)小于3重量％；
S3：在135℃下十氢化萘中测定的特性粘度[η]为9-15dl/g；
S4：通过GPC测定的分子量分布Mw/Mn为6-20，Mz/Mw为10-30。
优选地，所述α-烯烃低聚物为丙烯低聚物或1-丁稀低聚物。
优选地，所述表面修饰的无机填料为硅烷偶联剂表面改性的纳米级无机粉末。
优选地，所述泡孔稳定剂为丙二醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂或异辛醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂。
一种上述发泡聚丙烯的制备方法，包括步骤：
（1）将发泡剂按重量平均分为两份，取其中一份与聚丙烯树脂、α-烯烃低聚物混合搅拌均匀，得初步混合料；
（2）将步骤（1）中得到的初步混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的各区温度为200-220℃，得初步产品；
（3）向步骤（2）得到的初步产品中加入另一份发泡剂和表面修饰的无机填料、助剂一同再次加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各区温度为180-200℃，得发泡聚丙烯。
本发明所达到的有益效果：
本发明的发泡聚丙烯发泡倍率高、泡孔尺寸均匀，材料密度小，且材料力学性能优良，由该发泡聚丙烯得到的成形体表面质量优异，尺寸稳定性好。
附图说明
图1是实施例1中发泡聚丙烯的扫描电镜照片；
图2是实施例2中发泡聚丙烯的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
按重量份称取以下各组分：聚丙烯树脂100份，α-烯烃低聚物20份，发泡剂0.02份，表面修饰的无机填料10份，助剂2份，α-烯烃低聚物为数均分子量小于10000的低聚物，助剂包括抗氧化剂、泡孔稳定剂。泡孔稳定剂为丙二醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂。
以上聚丙烯为无规共聚聚丙烯，该无规共聚聚丙烯具有下述性质：
S1：MFR为5-15g/10min，所述MFR的测量是根据ASTMD-1238，条件230℃/2.16千克kg重量进行的。；
S2：基于所述聚丙烯树脂的总量，在25℃下的对二甲苯可溶组分量(CXS)小于3重量％；
S3：在135℃下十氢化萘中测定的特性粘度[η]为9-15dl/g；
S4：通过GPC测定的分子量分布Mw/Mn为6-20，Mz/Mw为10-30。
（1）将发泡剂按重量平均分为两份，取其中一份与聚丙烯树脂、α-烯烃低聚物混合搅拌均匀，得初步混合料；
（2）将步骤（1）中得到的初步混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的各区温度为200-220℃，得初步产品；
（3）向步骤（2）得到的初步产品中加入另一份发泡剂和表面修饰的无机填料、助剂一同再次加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各区温度为180-200℃，得发泡聚丙烯。
将得到的发泡聚丙烯材料进行性能测试，冲击强度测试标准是ISO179/2-93，单位KJ/m3，发泡倍率为55，冲击强度为20KJ/m3。
实施例2
按重量份称取以下各组分：聚丙烯树脂100份，α-烯烃低聚物30份，发泡剂5份，表面修饰的无机填料15份，助剂1份，α-烯烃低聚物为数均分子量小于10000的低聚物，助剂包括抗氧化剂、泡孔稳定剂。泡孔稳定剂为异辛醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂。
（1）将发泡剂按重量平均分为两份，取其中一份与聚丙烯树脂、α-烯烃低聚物混合搅拌均匀，得初步混合料；
（2）将步骤（1）中得到的初步混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的各区温度为200-220℃，得初步产品；
（3）向步骤（2）得到的初步产品中加入另一份发泡剂和表面修饰的无机填料、助剂一同再次加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各区温度为180-200℃，得发泡聚丙烯。
将得到的发泡聚丙烯材料进行性能测试，冲击强度测试标准是ISO179/2-93，单位KJ/m3，发泡倍率为50，冲击强度为25KJ/m3。
实施例3
按重量份称取以下各组分：聚丙烯树脂100份，α-烯烃低聚物10份，发泡剂8份，表面修饰的无机填料20份，助剂8份，α-烯烃低聚物为数均分子量小于10000的低聚物，助剂包括抗氧化剂、泡孔稳定剂。
（1）将发泡剂按重量平均分为两份，取其中一份与聚丙烯树脂、α-烯烃低聚物混合搅拌均匀，得初步混合料；
（2）将步骤（1）中得到的初步混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的各区温度为200-220℃，得初步产品；
（3）向步骤（2）得到的初步产品中加入另一份发泡剂和表面修饰的无机填料、助剂一同再次加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各区温度为180-200℃，得发泡聚丙烯。
将得到的发泡聚丙烯材料进行性能测试，冲击强度测试标准是ISO179/2-93，单位KJ/m3，发泡倍率为35，冲击强度为30KJ/m3。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种发泡聚丙烯，其特征在于，按重量分数计，包括以下组分：聚丙烯树脂100份，α-烯烃低聚物10-30份，发泡剂0.01-10份，表面修饰的无机填料10-20份，助剂1-10份，所述α-烯烃低聚物为数均分子量小于10000的低聚物，所述助剂包括抗氧化剂、泡孔稳定剂。
2.根据权利要求1所述的一种发泡聚丙烯，其特征在于，所述发泡剂为碳原子数为3-5的烷烃和双氧水混合物，所述烷烃和双氧水的质量比为1-5:2-6。
3.根据权利要求1所述的一种发泡聚丙烯，其特征在于，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯，所述无规共聚聚丙烯具有下述性质：
S1：MFR为5-15g/10min，所述MFR的测量是根据ASTMD-1238，条件230℃/2.16千克kg重量进行的；
S2：基于所述聚丙烯树脂的总量，在25℃下的对二甲苯可溶组分量(CXS)小于3重量％；
S3：在135℃下十氢化萘中测定的特性粘度[η]为9-15dl/g；
S4：通过GPC测定的分子量分布Mw/Mn为6-20，Mz/Mw为10-30。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种发泡聚丙烯，其特征在于，所述α-烯烃低聚物为丙烯低聚物或1-丁稀低聚物。
5.根据权利要求4所述的一种发泡聚丙烯，其特征在于，所述表面修饰的无机填料为硅烷偶联剂表面改性的纳米级无机粉末。
6.根据权利要求1所述的一种发泡聚丙烯，其特征在于，所述泡孔稳定剂为丙二醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂或异辛醇脂肪酸酯类泡孔稳定剂。
7.一种权利要求1或2或3或5或6所述发泡聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括步骤：
（1）将发泡剂按重量平均分为两份，取其中一份与聚丙烯树脂、α-烯烃低聚物混合搅拌均匀，得初步混合料；
（2）将步骤（1）中得到的初步混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的各区温度为200-220℃，得初步产品；
（3）向步骤（2）得到的初步产品中加入另一份发泡剂和表面修饰的无机填料、助剂一同再次加入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各区温度为180-200℃，得发泡聚丙烯。
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