[发明专利]一种聚丙烯发泡珠粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种无卤阻燃聚丙烯发泡珠粒的制备方法。

背景技术

自上世纪80年代国外开始研发聚丙烯发泡珠粒（EPP）以来，其在缓冲包装、食品包装、汽车部件、热绝缘和建筑材料等领域得到了广泛的应用，成为能够替代发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯的新型环保泡沫材料。EPP珠粒具有均匀的尺寸和稳定的发泡倍率，适宜制作模塑成型的发泡制品。

但EPP珠粒属易燃物质，燃烧时发热量大，并伴有熔滴，极易传播火焰，在要求阻燃场合的应用受到限制。目前，聚丙烯阻燃改性大多数使用的是介入性阻燃体系。阻燃剂主要包括如下几类：卤系阻燃剂、无机物阻燃剂、磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂。含卤素阻燃剂的塑料制品应用开发成熟，阻燃效率较高，但是在燃烧时会生成大量的烟及有毒、有腐蚀性的气体，对环境造成了极大的危害。近年来卤素阻燃材料在很多环保评价报告中被指其加工、燃烧和回收过程会释放苯、呋喃和二噁英等高毒致癌物质，严重危害环境和人体健康。无机物阻燃剂以氢氧化镁、氢氧化铝为代表，其添加量往往在60wt%以上才能使聚丙烯达到绝缘片所要求的UL94V0阻燃等级，而这又导致EPP珠粒制备成型加工困难。使用磷系阻燃剂，需要与含氧基团协同作用才能发挥作用，所以需要在体系内添加氢氧化铝或氢氧化镁等含氧无机物才能达到阻燃作用。膨胀型阻燃剂是一类新型阻燃剂，多为P-N协效阻燃。无卤膨胀阻燃聚丙烯受强热或燃烧时能在材料表面形成一层均匀的隔热、隔氧的多孔炭质泡沫保护层，可明显提高阻燃效率。但是聚丙烯是非极性的，燃烧时几乎不成炭的聚合物材料，所以需要添加较多阻燃剂后才可达到UL94V0阻燃等级，此外通过此方法得到的聚丙烯阻燃复合材料，在经过釜式浸渍间歇发泡后往往阻燃等级下降，其中氧指数从阻燃聚丙烯微颗粒的35～45下降到28以下，不能满足对阻燃等级要求较高的应用领域。为了改善阻燃效果，往往会增加阻燃剂的添加份数，而这会增加制品成本，且影响EPP珠粒的制备及后续成型。

本发明以宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯为基体树脂，添加阻燃剂和发泡剂制备一种微孔无卤阻燃聚丙烯发泡珠粒，具有工艺简便，泡孔合并少，高孔密度，闭孔率高，密度可控的特点。

发明内容

本发明提供一种聚丙烯发泡珠粒的制备方法，其特征在于，所述发泡珠粒采用均聚聚丙烯为基体树脂，以聚磷酸铵为阻燃剂，在发泡剂存在下发泡制得；其中，所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得到：在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，其中，在包括第一外给电子体组分的齐格勒-纳塔催化剂存在下进行第一阶段丙烯均聚合反应，所得聚合物的MFR控制为0.01～0.4g/10min；在第一阶段反应生成物的基础上、在氢气和第二外给电子体组分存在下继续进行第二阶段丙烯均聚合反应；合并两段所得聚合物得到所述均聚聚丙烯，其MFR控制为0.2～15g/10min；且其中所述第一外给电子体为硅烷类化合物，第二外给电子体为二醚类化合物。

在上述制备方法中，优选地，所述硅烷类化合物为四个连接在硅原子上的有机基团任选自烃基和烷氧基的化合物。更加优选地，所述硅烷类化合物为选自四甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲基异丁基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和二环戊基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

本发明中，优选地，所述二醚类化合物为1,3-二醚类化合物，其结构通式为：

其中，R₁和R₂相同或者不同，优选R₁和R₂均为C1～C20的直链烷基；R₃～R₈彼此相同或者不同，选自氢、卤原子、直链或支链的C1～C20烷基、C3～C20环烷基、C6～C20芳基、C7～C20烷芳基、C7～C20芳烷基中的一种，R₃～R₈的基团间可键连成环。