CN107512056A - 一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片及制备方法 - Google Patents

一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及塑料制品领域，特别是涉及一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片及制备方法，其特征在于，包括以下物质：聚丙烯粉末、PVA薄膜、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂。本发明所采用的原料聚丙烯粉末在微波加热条件下粉末软化黏结，同时发泡剂产生气体，冷却固化得到初步的泡沫薄片，然后再通过薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型。制成的泡沫薄片成型简单，提升泡沫塑料的压缩强度，可在实际的生产中被推广应用。

Description

一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片及制备方法
技术领域
本发明具体涉及泡沫塑料技术领域，特别是涉及一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片及制备方法。
背景技术
泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，我国20世纪90年代以来泡沫塑料的发展十分迅速，其中主要品种有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚乙烯(PE)泡沫塑料三大类。聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，并且发泡材料无法回收利用。而聚苯乙烯（PS）发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷，对环境有不利影响，产品降解困难且容易形成“白色污染”，***环保组织已决定停止使用PS发泡产品。交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低，且最高使用温度为80℃。
发泡聚丙烯材料,它是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料,以其独特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。聚丙烯树脂具有质轻、原料来源丰富、性能价格比优越以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上产量增长量最快的通用热塑性树脂，目前，我国PP树脂已成为产量最大的树脂品种。然而应用主要是编织产品和农用薄膜，PP树脂行业面临消费结构单一，需求不旺且产品档次低的问题。各树脂生产企业都在积极调整生产思路，开发生产适销对路、高质量、高附加值的专用料，以使PP具有更大的应用价值和经济效益。其中聚丙烯泡沫的研究开发也成了近年来的热点，尽管聚丙烯发泡产品具有良好的性能和应用前景，但聚丙烯泡沫的开发难度很大，目前国内尚未有其相关的、可工业化的核心技术。目前一些发达国家正在大力发展并作为替代发泡聚苯乙烯的绿色包装材料。
发泡聚丙烯材料制品具有十分优异的抗震吸能性能、形变后回复率高（压缩强度好）、很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性;同时,其质量轻,可大幅度减轻物品质量;另外,EPP还是一种环保材料,易于发生β降解,且PP泡沫便于回收利用,其环境友好性优于其他泡沫材料,因而被称为“绿色”泡沫。正是由于其表现出来的优异性能,使得EPP成为继聚苯乙烯(EPS)、聚氨酯(EPU)、聚乙烯(EPE)泡沫材料之后更具应用价值和市场潜力的新型泡沫材料。
常规方法生产的PP是一种线型半结晶性聚合物,分子链很少支化,分子量分布相对较窄,这导致它的软化点和熔点很接近。在温度达到熔点之前,它基本不流动,当温度超过熔点后,熔体强度急剧下降,这种熔体很难包住气体;此外,聚丙烯从熔融态转变为结晶态会放出大量的热量,由熔体转变为固体所需时间较长;加之聚丙烯透气率高,发泡气体易逃逸。故适于聚丙烯发泡的温度区间窄,发泡过程很难控制,极易造成发泡过程中泡壁破裂、气体逃逸、泡孔坍塌及气泡合并，制薄片的成品率低，难以在工业上被推广。
发明内容
针对目前聚丙烯发泡的温度区间窄,发泡过程很难控制,极易造成发泡过程中泡壁破裂、气体逃逸、泡孔坍塌及气泡合并等问题，本发明的目的是提供一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片及其制备方法，提升泡沫塑料的压缩强度和抗冲压性。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末、PVA薄膜、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂。
进一步地，包括以下重量份的物质：聚丙烯粉末70-90份、发泡剂9-14份、引发剂6-9份、交联剂1-3份、发泡助剂1-3份。
进一步地，包括以下重量份的物质：聚丙烯粉末73-84份、发泡剂10-14份、引发剂6-8份、交联剂1-3份、发泡助剂1-2份。
进一步地，包括以下重量份的物质：聚丙烯粉末78份、发泡剂13份、引发剂7份、交联剂2份、发泡助剂2份。
进一步地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、超细铝粉、石油醚按照3:2:1的重量份混合而成。
进一步地，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
进一步地，所述交联剂为甲基丙烯酰胺和过氧化二异丙苯按照重量份1:2的组分混合。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，其特征在于，操作步骤如下所示：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为1-2min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
进一步地，所述步骤2）中均布一层步骤1）所混合的原料厚度控制在0.2-0.5cm。
进一步地，所述压力挤压板采用10-20KPa。
本发明一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片及其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
（1）原料中添加的聚丙烯粉末在发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂的作用下发生聚合反应，连续成型结构稳定，使得成型的泡沫塑料密度低、压缩强度和隔音系数进一步得到提升。
（2）制备方法中，在微波加热条件下粉末软化黏结，同时发泡剂产生气体，冷却固化得到初步的泡沫薄片，同时发泡剂产生气体，使粉末发泡，固化得到泡沫薄片，特点是在非完全熔融态下发泡聚丙烯细粉，避免了发泡过程中泡壁破裂、泡孔坍塌及气泡合并；PVA薄膜层在提升熔体强度的同时，还对气体起到封装作用，避免气体逃逸，使得成型的薄片内部的气泡孔均匀。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末78份、PVA薄膜63份、发泡剂13份、引发剂7份、交联剂2份、发泡助剂2份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为1-2min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
实施例2
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末73份、PVA薄膜61份、发泡剂14份、引发剂8份、交联剂1份、发泡助剂1份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为2min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
发泡剂为偶氮二甲酰胺、超细铝粉、石油醚按照3:2:1的重量份混合而成。
引发剂为过氧化二苯甲酰。
交联剂为甲基丙烯酰胺和过氧化二异丙苯按照重量份1:2的组分混合。
实施例3
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末79份、PVA薄膜56份、发泡剂11份、引发剂6份、交联剂3份、发泡助剂1份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为2min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
步骤2）中均布一层步骤1）所混合的原料厚度控制在0.5cm。
发泡剂为偶氮二甲酰胺、超细铝粉、石油醚按照3:2:1的重量份混合而成。
实施例4
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末87份、PVA薄膜61份、发泡剂9份、引发剂6份、交联剂1份、发泡助剂3份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为1min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
步骤2）中均布一层步骤1）所混合的原料厚度控制在0.2cm。
发泡剂为偶氮二甲酰胺、超细铝粉、石油醚按照3:2:1的重量份混合而成。
实施例5
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末77份、PVA薄膜59份、发泡剂9份、引发剂9份、交联剂2份、发泡助剂3份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为1min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
步骤2）中均布一层步骤1）所混合的原料厚度控制在0.3cm。
交联剂为甲基丙烯酰胺和过氧化二异丙苯按照重量份1:2的组分混合。
实施例6
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末70份、PVA薄膜63份、发泡剂10份、引发剂8份、交联剂2份、发泡助剂2份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为2min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
步骤2）中均布一层步骤1）所混合的原料厚度控制在0.4cm。
实施例7
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末73份、PVA薄膜67份、发泡剂11份、引发剂7份、交联剂1份、发泡助剂1份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为1min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
发泡剂为偶氮二甲酰胺、超细铝粉、石油醚按照3:2:1的重量份混合而成。
实施例8
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末84份、PVA薄膜65份、发泡剂12份、引发剂6份、交联剂2份、发泡助剂2份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为1min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
交联剂为甲基丙烯酰胺和过氧化二异丙苯按照重量份1:2的组分混合。
实施例9
一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末90份、PVA薄膜66份、发泡剂14份、引发剂7份、交联剂3份、发泡助剂2份。
由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，包括以下步骤：
1）将聚丙烯粉末、PVA薄膜、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为2min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
交联剂为甲基丙烯酰胺和过氧化二异丙苯按照重量份1:2的组分混合。
对比例1：
一种泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末56份、发泡剂11份、引发剂6份、交联剂2份、发泡助剂2份。采用的制备方法为：将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂混合搅拌，在微波加热条件下加热，挤压板挤压成型即可。
对比例2：
一种泡沫塑料薄片，包括以下物质：聚丙烯粉末66份、发泡剂13份、引发剂7份、交联剂2份、发泡助剂3份。采用的制备方法为：将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂混合搅拌，在微波加热条件下加热，挤压板挤压成型即可。
表1:
样 品 密度（kg/m3） 压缩强度（MPa） 尺寸稳定性（%）
实施例1 32.25 0.38 0.35
实施例2 32.17 0.39 0.35
实施例3 32.90 0.41 0.36
实施例4 32.09 0.39 0.34
实施例5 32.26 0.38 0.36
实施例6 31.91 0.39 0.35
实施例7 32.19 0.36 0.35
实施例8 32.28 0.37 0.34
实施例9 29.99 0.35 0.31
对比例1 57.91 0.14 3.5
对比例2 58.02 0.18 2.9
由上表可得出结论，本发明提供的发泡塑料再成型后的发泡塑料压缩强度高，导致成型的恢复效果好，同时还可以提升泡沫塑料的断裂伸长率，并降低整个发泡塑料的密度，使其更加轻便。

Claims (10)

1.一种由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，其特征在于，包括以下物质：聚丙烯粉末、PVA薄膜、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂。
2.如权利要求1所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，其特征在于，包括以下重量份的物质：聚丙烯粉末70-90份、PVA薄膜56-67份、发泡剂9-14份、引发剂6-9份、交联剂1-3份、发泡助剂1-3份。
3.如权利要求2所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，其特征在于，包括以下重量份的物质：聚丙烯粉末73-84份、PVA薄膜61-65份、发泡剂10-14份、引发剂6-8份、交联剂1-3份、发泡助剂1-2份。
4.如权利要求3所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，其特征在于，包括以下重量份的物质：聚丙烯粉末78份、PVA薄膜63份、发泡剂13份、引发剂7份、交联剂2份、发泡助剂2份。
5.如权利要求1-4任一项所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，其特征在于，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、超细铝粉、石油醚按照3:2:1的重量份混合而成。
6.如权利要求1-4任一项所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，其特征在于，所述引发剂为过氧化二苯甲酰。
7.如权利要求1-4任一项所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片，其特征在于，所述交联剂为甲基丙烯酰胺和过氧化二异丙苯按照重量份1:2的组分混合。
8.如权利要求1-7任一项所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，其特征在于，操作步骤如下所示：
1）将聚丙烯粉末、发泡剂、引发剂、交联剂、发泡助剂按重量份混合搅拌；
2）将PVA薄膜平铺，在PVA薄膜表面均布一层步骤1）所混合的原料，然后再覆盖一层PVA薄膜；
3）在微波加热条件下控制加热时间为1-2min得到泡沫薄片；
4）将步骤3）中成型的薄膜泡沫薄片采用压力挤压板挤压成型；
5）切边、成型。
9.如权利要求8所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中均布一层步骤1）所混合的原料厚度控制在0.2-0.5cm。
10.如权利要求8所述的由粉末状聚丙烯发泡的泡沫塑料薄片的制备方法，其特征在于，所述压力挤压板采用10-20KPa。
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