[发明专利]一种高倍聚丙烯发泡板材的连续制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种高倍聚丙烯发泡板材的连续制备方法。

背景技术

各种通用塑料及工程塑料在汽车上的应用越来越广泛，它们不仅可以减轻零部件及整车重量，同时也可以降低原材料成本及整车价格。在应用众多的塑料家族中，聚丙烯材料由于其质轻、价廉以及优异的性能更是得到了广泛的应用。无论是在汽车内饰、汽车外饰、发动机舱以及底盘等各个系统，随处可见聚丙烯材料的应用实例。随着科技的发展，人们对汽车也有更多的需求，节能、环保、舒适、美观、低成本等等都使得聚丙烯材料的应用有着更广阔的前景。

聚丙烯发泡板也称PP发泡板，是以聚丙烯为原料，经发泡等工艺制备得到的，密度通常为0.19-0.024g/cm³，厚度为2-10mm，具有优异的热稳定性、化学稳定性和高温下制品的尺寸稳定性，优异的微波适应性以及可降解性，同时还具有极佳的可加工性。能够根据产品性能用途调整相关性能，可以被广泛的应用于汽车零部件和设备制造业。作为汽车内饰材料，聚丙烯板材需要具备的性能包括：耐刮擦、抗白痕、耐热老化、散发性能达标、耐光老化和抗发黏，同时还需要具有良好的抗静电性能。泡沫塑料的发泡过程一般可以分为二个阶段：首先是在塑料熔体或液体中形成大量均匀、细密的气泡核，然后再膨胀成为所要求的泡体结构，最后固化定型将泡体结构固定下来，得到泡沫塑料。聚丙烯常用的成型方法有挤出、注塑及模压成型等。

根据发泡成型中发泡动力的来源，一般可分为机械发泡、物理发泡、化学发泡三种类型。机械发泡是借助于机械的强力搅拌，在材料呈液体或糊状体时，通过加气搅拌，使空气进入液体或糊状体树脂中，这些混入的空气在材料凝结过程中，存留在其中，待凝固成固态后，成为孔洞。物理发泡则是借助于发泡剂在树脂中物理状态的改变，形成大量气泡，比如煤气发泡，采用的是以煤气为介质的发泡工艺，由于煤气存在易燃易爆的隐患，在生产时比较危险，另外还会使产品的挥发性有机化合物含量超标。物理发泡通常需要额外添加发泡剂辅助发泡，比如辐照发泡，需要先添加发泡剂进行改性，经过挤出造粒后，再用高温辐照进行发泡，添加发泡剂也会使造粒改性后的材料挥发性有机化合物含量超标。化学发泡是依靠发泡剂发生化学变化时产生的气体使树脂发泡。聚丙烯发泡大多采用化学发泡，使用的发泡剂有偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯等，化学发泡的常见问题是易造成VOC含量超标，不环保，在汽车零件领域里很难得到应用。

中国发明专利CN103497280A公开了一种交联聚丙烯微孔发泡材料，通过原料混合、CO₂气体浸渍基材、基材发泡、发泡材料辐照处理、高温退火、发泡材料检测等工艺生产聚丙烯微孔发泡材料，该发明制备得到的交联聚丙烯微孔发泡材料，具有回弹性好、手感细腻、无毒无味的特点，然而该发明所提供的方法需要通过原料混合、CO₂气体浸渍基材、基材发泡、发泡材料辐照处理、高温退火、发泡材料检测等多个步骤依次进行，各步骤独立运行，没有实现连续化生产。中国发明专利CN104250326A提供了一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，通过该发明的方法可以得到表面自结皮光滑，泡孔直径均匀，闭孔硬质结构的聚丙烯发泡板材或片材，然而该发明所提供的方法需要两个或以上串联操作的反应器，进行两阶段或以上的丙烯均聚反应，需要的设备较多、成本较高。

综上所述，目前尚缺乏一种连续制备高倍聚丙烯发泡板材的方法。

发明内容

一种高倍聚丙烯发泡板材的连续制备方法，包括以下步骤：

(1)原料塑化：将聚丙烯原料通过塑料挤出机塑化挤出；

(2)料坯发泡：将模具预热后，挤入步骤(1)的原料，同时向模具中注入特殊介质进行发泡，得到平面发泡料坯并从模具出口输出；

(3)压光定型：将步骤(2)所得平面发泡料坯通过光面辊压光和冷却；

(4)剪切：按尺寸对步骤(3)得到的板材进行剪切，即得成品；

所述特殊介质包括二氧化碳、氮气、氩气中的至少一种。

优选地，步骤(1)所述的聚丙烯原料选自均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。

优选地，所述的二氧化碳为超临界二氧化碳。

优选地，步骤(1)所述的塑料挤出机的机头温度为190-200℃，螺杆旋转速度为300-1200rpm。

优选地，步骤(2)所述的模具预热的温度为180-190℃。

优选地，步骤(2)所述的发泡的压力为12-21MPa。

优选地，步骤(3)所述的光面辊为双辊。