[发明专利]二步挤出成型制备低密度聚丙烯泡沫型材或珠粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于低密度聚丙烯泡沫型材和珠粒制备技术领域，具体涉及一种用物理化学发泡方式二步挤出成型制备低密度聚丙烯泡沫型材和珠粒的方法。

背景技术

聚丙烯(PP)材料具有机械性能好、无毒、相对密度低、耐热、耐化学药品、容易加工成型等优良特性，且性能价格比高，已成为五大通用合成树脂中增长速度最快、新品开发最为活跃的品种。发泡聚丙烯(EPP)作为最近十几年才出现的新型材料，具备了泡沫材料的质轻、隔热保温、弹性好等优点，同时相对于市场上常见的PVC、PS、PE、PU泡沫，具有更多不可比拟的优越性，如优良的耐热性(最高使用温度达130℃)，高温下制品的尺寸稳定性好，较高的韧性以及较高的拉伸强度和抗冲击强度，适宜和柔顺的表面，优异的微波适应性，良好的抗应力开裂性，质轻，易于回收和无毒。目前日本、欧美等国家正大力推广EPP，使之已广泛用于日用品、建筑、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业等各个领域。

按EPP密度(ρ)范围不同分，可分为高密度EPP(ρ＞0.7g/cm³)、中密度EPP(ρ＝0.5-0.7g/cm³)和低密度EPP(ρ＜0.5g/cm³)。一般而言，化学发泡法获得的聚丙烯制品的密度为≥0.5g/cm³的中、高密度，而物理发泡法获得的聚丙烯制品密度多数为低密度，且低密度EPP制品很难由化学发泡法制得。

低密度EPP制品可分为直接使用的型材，如低密度EPP管、板、片、膜和各种几何形状横截面的密封条等，和用于二次成形EPP泡沫制品的原材料——低密度PP泡沫珠粒，低密度PP泡沫珠粒可通过模压成形包装件、汽车、飞机或电子电器上的隔热、减震件等。

低密度PP泡沫型材和珠粒通常采用物理发泡剂一步挤出成型，其工艺原理为：通过挤出机熔融熔体强度高的PP树脂，在挤出机熔化段某一位置，混入物理发泡剂，利用热和压力变化导致发泡剂在聚合物熔体中形成大量的气泡核，气泡核在适当温度和压力下膨胀，并通过口模和冷却定型装置形成EPP泡沫型材或珠粒。物理发泡法采用的物理发泡剂为空气、氮气、二氧化碳、碳氢化合物、氟里昂或液化丁烷气等。其中丁烷、戊烷、氮气和二氧化碳虽是工业上常用的无毒型的气体发泡剂，但丁烷、戊烷发泡剂因与空气混合后易引起爆炸，故其应用受到一定限制。而碳氢化合物、氟里昂等液体物理发泡剂则因环境污染等问题，工业化生产中已被逐渐淘汰。氮气和二氧化碳发泡剂虽属安全性环保气体发泡剂，在生产中应用较多，但是仅用氮气或二氧化碳作发泡剂制备低密度EPP泡沫型材和珠粒存在下列问题：①由于气体在聚合物中的溶解过程为扩散溶解，因而速度慢、耗时长，虽可通过提高温度和压力的技术措施来加快扩散速度，但气体溶入过程和均匀分散于高熔体强度PP熔体的过程控制较困难，并且对混合设备结构和工艺参数控制要求很高；②低密度EPP制造对气体发泡剂含量控制要求很高，当采用超临界气体发泡剂用量超过20％质量分数时，对超临界气体注入系统的计量、密闭、混合、压力控制要求很高，且泡孔均匀性较难控制；③低密度EPP珠粒因气体发泡剂在贮存过程中会有少量逸出，故在二次成型时易产生泡沫塌陷现象，影响二次成型制品的质量与外观。