CN107337840A - 一种用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料及其制备方法，本发明用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料，包含如下重量份的组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠10‑50份、柠檬酸钠10‑50分、滑石粉1‑10份、硬脂酸1‑5份，石蜡1‑5份、白油0.1 ‑3份，聚乙烯树脂是其熔融指数为40‑50g/10min的聚乙烯树脂。本发明用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料的制备方法,通过将全部组分加入到螺杆挤出机中挤出再通过切粒机切粒制备而成。本发明在聚丙烯的发泡过程中，吸放热平衡，保持了聚丙烯所具有的较高熔体强度，泡孔均匀致密，不破裂，同时并不牺牲取丙烯优良的力学性能和耐热性能，并且制得聚丙烯树脂发泡材料的密度较低。是一种高效环保的材料和方法。

Description

一种用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)因具有耐热性、化学稳定性和环保性等优点，而被广泛用于各个领域，一些发达国家正在大力发展用于聚丙烯树脂发泡用的材料。
聚丙烯挤出发泡一般采用物理法和化学法发泡，化学发泡是在聚丙烯树脂中加入化学发泡剂和其它助剂，混合均匀后在挤出机中挤出发泡。传统的有机化学发泡剂多为放热型发泡剂，即在分解过程中产生大量的热，这样使熔体强度本来就不高的聚丙烯粘度变的更低，发泡剂分解出来的气体不易保持在树脂中，使发泡工艺难于控制。因此开发新型化学发泡剂，对聚丙烯树脂发泡尤为重要。美国新泽西州的Ferro公司生产的N/A的液态发泡剂，用于挤出低密度聚丙烯和高度聚乙烯泡沫塑料。B.I.Chemical公司的HYDROCEROLHP40P则适用于轻量PP桶发泡。
国内关于聚丙烯发泡剂开发相对较少，而且发泡成型中关于发泡的质量问题多是因为发泡剂分散不良造成的，同时以粉状剂型为主的化学发泡剂产生的粉尘污染也给环境带来影响。发泡母料的研发，不仅解决了发泡剂在基体中的分散，还解决了粉尘飞杨、剂量误差、粘附设备等问题，简化了生产工艺，提高了产品质量。
中国专利CN102089369A公开了一种可以用于施加强剪切力的混炼成型、压延成型、挤出成型和注塑成型等，可以得到发泡倍率高且外观品质良好的发泡成型体的发泡成型母料。但该母料是一种热膨胀性微胶囊，壳体由聚合性单体自由聚合而成，充当引发剂的过氧化物极易导致聚丙烯在成型过程中降解，因而不适用于聚丙烯发泡成型。且该母料生产工艺复杂、设备投入大、加工过程对环境造成污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明的目的在于提供一种用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料，以及提供一种前述用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料，包含如下重量份的组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠10-50份、柠檬酸钠10-50分、滑石粉1-10份、硬脂酸1-5份，石蜡1-5份、白油0.1-3份，聚乙烯树脂是其熔融指数为40-50g/10min的聚乙烯树脂。
为了进一步优化发泡母料，本发明包含如下重量份的组分：聚乙烯树脂40份，加入碳酸氢钠20份、柠檬酸钠15份、滑石粉10份、硬脂酸1.2份、石蜡2.5份、白油0.5份，聚乙烯树脂是其熔融指数为45g/10min的聚乙烯树脂。
为了便于制得发泡母料，所述的发泡母料通过将全部组分加入到螺杆挤出机中挤出再通过切粒机切粒制备而成，所述的螺杆挤出机是同向平行双螺杆挤出机，所述的切粒机为可调节速度比的切粒机。
本发明用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料的制备方法,所述发泡母料是前述任何一种发泡母料，所述制备方法是通过将全部组分加入到螺杆挤出机中挤出再通过切粒机切粒制备而成，所述的螺杆挤出机是同向平行双螺杆挤出机，所述的切粒机为可调节速度比的切粒机。
为了进一步优化发泡母料，本发明用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料的制备方法,组分在加入到螺杆挤出机之前还包括组分预处理步骤，组分预处理步骤为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用，然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，所述的螺杆挤出机的螺杆转速为150-300rpm/min，螺杆挤出机内温度为110℃-125℃，所述的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为10-15mm颗粒。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的发泡母料中，化学发泡剂是多种无机发泡剂复配而成，在聚丙烯的发泡过程中，吸放热平衡，保持了聚丙烯所具有的较高熔体强度，泡孔均匀致密，不破裂，同时并不牺牲取丙烯优良的力学性能和耐热性能，并且制得聚丙烯树脂发泡材料的密度较低，可用于聚丙烯发泡板材、发泡管材和发泡型材的挤出。
(2)在用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料的配方设计中，选用多种无机化学发泡剂复配，利用各组分分解的热力学特性，调节发泡过程中发泡剂吸放热平衡，保持了聚丙烯树脂在气泡形成过程中保持足够的熔体强度。
(3)以高熔指的聚乙烯树脂为基础树脂，加入多种无机化学发泡剂、成核剂、润滑剂等助剂在高速混合机中混合均匀，采用同向平行双螺杆挤出机挤出料条，可调节速度比的切粒机，将发泡母料的粒径切粒到10-15m长，使其在发泡过程中产生的泡孔能均匀的分布，是一种高效环保的材料和方法。
具体实施方式
实施例1，本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料包含如重量比的下组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠20份、柠檬酸钠15份、滑石粉10份、硬脂酸1.2份、石蜡2.5份、白油0.5份，聚乙烯树脂是其熔融指数为45g/10min的聚乙烯树脂。
本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料制备方法为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用。然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，出料后在同向平行双螺杆挤出机中配混挤出，挤出机九个加热区温度依次设定为100℃、110℃、110℃、115℃、115℃、120℃、120℃、120℃、120℃，机头温度：125℃，主机螺杆转速均为300rpm/min，挤出机挤出的料条通过切粒机切粒，切粒时采用可调节速度比的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为12mm颗粒。
实施例2，本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料包含如重量比的下组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠30份、柠檬酸钠40份、滑石粉8份、硬脂酸1.5份、石蜡3份、白油1份，聚乙烯树脂是其熔融指数为43g/10min的聚乙烯树脂。
本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料制备方法为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用。然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，出料后在同向平行双螺杆挤出机中配混挤出，挤出机九个加热区温度依次设定为110℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃，机头温度：125℃，主机螺杆转速均为250rpm/min，挤出机挤出的料条通过切粒机切粒，切粒时采用可调节速度比的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为10mm颗粒。
实施例3，本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料包含如重量比的下组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠15份、柠檬酸钠20份、滑石粉5份、硬脂酸3份、石蜡4份、白油1.5份。聚乙烯树脂是其熔融指数为48g/10min的聚乙烯树脂。
本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料制备方法为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用。然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，出料后在同向平行双螺杆挤出机中配混挤出，挤出机九个加热区温度依次设定为110℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃，机头温度：125℃，主机螺杆转速均为200rpm/min，挤出机挤出的料条通过切粒机切粒，切粒时采用可调节速度比的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为14mm颗粒。
实施例4，本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料包含如重量比的下组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠40份、柠檬酸钠30份、滑石粉3份、硬脂酸2.5份、石蜡2份、白油2份。聚乙烯树脂是其熔融指数为42g/10min的聚乙烯树脂。
本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料制备方法为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用。然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，出料后在同向平行双螺杆挤出机中配混挤出，挤出机九个加热区温度依次设定为110℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃，机头温度：125℃，主机螺杆转速均为150rpm/min，挤出机挤出的料条通过切粒机切粒，切粒时采用可调节速度比的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为15mm颗粒。
实施例5，本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料包含如重量比的下组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠10份、柠檬酸钠10份、滑石粉1份、硬脂酸1份、石蜡1份、白油0.1份。聚乙烯树脂是其熔融指数为40g/10min的聚乙烯树脂。
本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料制备方法为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用。然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，出料后在同向平行双螺杆挤出机中配混挤出，挤出机九个加热区温度依次设定为110℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃，机头温度：125℃，主机螺杆转速均为250rpm/min，挤出机挤出的料条通过切粒机切粒，切粒时采用可调节速度比的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为13mm颗粒。
实施例6，本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料包含如重量比的下组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠50份、柠檬酸钠50份、滑石粉10份、硬脂酸5份、石蜡5份、白油3份。聚乙烯树脂是其熔融指数为50g/10min的聚乙烯树脂。
本用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料制备方法为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用。然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，出料后在同向平行双螺杆挤出机中配混挤出，挤出机九个加热区温度依次设定为110℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃、120℃，机头温度：125℃，主机螺杆转速均为200rpm/min，挤出机挤出的料条通过切粒机切粒，切粒时采用可调节速度比的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为10mm颗粒。
本发明具体实施例1-6的性能参数见表1和表2。
表1
表2
上述实施例1-6制备的用于聚丙烯发泡的发泡母料，发泡母料发气量大，以发泡成型中均保持聚丙烯的较高的熔体强度，泡孔均匀致密、不破裂、不串联，发泡密度低且密度可调，同时并不牺牲聚丙烯优良的力学性能和耐热性能，可用于聚丙烯发泡片材、发泡管材和发泡型材的挤出，能制出密度较低的聚丙烯树脂发泡制品。
本发明中所述的同向平行双螺杆挤出机是现有技术，同向平行双螺杆挤出机从喂料口到出料口依次设置有九个加热区及加热机头，同行平行双螺杆贯穿九个加热区，出料口设置在机头上。运转时两螺杆同向平行运动。
本发明中聚乙烯树脂的熔融指数测定采用GB-T 3682-2000热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定，测试条件：标称负荷2.16KG,试验温度190℃。

Claims (5)

1.一种用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料，其特征在于：包含如下重量份的组分：聚乙烯树脂40份、碳酸氢钠10-50份、柠檬酸钠10-50分、滑石粉1-10份、硬脂酸1-5份，石蜡1-5份、白油0.1 -3份，聚乙烯树脂是其熔融指数为40-50g/10min的聚乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料，其特征在于：包含如下重量份的组分：聚乙烯树脂40份，加入碳酸氢钠20份、柠檬酸钠15份、滑石粉10份、硬脂酸1.2份、石蜡2.5份、白油 0.5份，聚乙烯树脂是其熔融指数为45g/10min的聚乙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料，其特征在于：所述的发泡母料通过将全部组分加入到螺杆挤出机中挤出再通过切粒机切粒制备而成，所述的螺杆挤出机是同向平行双螺杆挤出机，所述的切粒机为可调节速度比的切粒机。
4.一种用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料的制备方法,其特征在于：所述发泡母料是如权利要求1、2或３所述的发泡母料，所述制备方法是通过将全部组分加入到螺杆挤出机中挤出再通过切粒机切粒制备而成，所述的螺杆挤出机是同向平行双螺杆挤出机，所述的切粒机为可调节速度比的切粒机。
5.根据权利要求４所述的用于聚丙烯树脂发泡的发泡母料的制备方法,其特征在于：组分在加入到螺杆挤出机之前还包括组分预处理步骤，组分预处理步骤为：滑石粉预先在混合机中搅拌至物料温度达到100℃后放出，待温度降至常温后备用，然后将聚乙烯树脂、碳酸氢钠、柠檬酸钠、滑石粉、硬脂酸、石蜡和白油在混合机中以混合6分钟、混合时物料温度控制在40℃以内，所述的螺杆挤出机的螺杆转速为150-300rpm/min，螺杆挤出机内温度为110℃-125℃，所述的切粒机将发泡母粒的料条切成长度为10-15mm颗粒。
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