[发明专利]一种基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法

说明书

本发明公开一种基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法，包括如下步骤：①预混：将均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、熔体增强母粒、发泡成核剂、化学发泡剂、润滑剂等加入高混机预混合；②发泡成型：将预混合的物料加入到拉伸流变塑化挤出设备从而予以塑化，并让发泡剂分解后的气体均匀分散在聚丙烯熔体中，经发泡片材口模挤出后经三辊辊压即可得到发泡聚丙烯板材。通过本发明方法制备的发泡聚丙烯板材，较传统螺杆设备挤出制得的发泡材料，其泡孔均匀细密、发泡倍率高和开孔率低，同时产品的力学性能优异，生产工艺简单，成本低，适用于工业大规模生产。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法。本发明高分子材料的加工设备是华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心瞿金平教授最新发明专利——基于拉伸流变的高分子材料塑化输运方法及设备（专利号CN100496927C）。其与传统的螺杆塑化设备相比，具有低能耗、弱剪切、输送能力强、混合分散均匀等特点。

背景技术

发泡聚苯乙烯和聚乙烯的耐热温度为80℃左右，而发泡聚丙烯(PP)以其良好的力学性能、优良的耐热性能(最高使用温度达120℃)及利于环境保护的性质，目前被作为替代发泡聚苯乙烯的绿色环保材料，并已应用于包装、隔热材料和汽车等领域。

但由于PP是半结晶型聚合物,与无定形聚合物泡沫相比,其泡孔结构难以控制；此外,PP的熔体强度很低,对温度变化非常敏感；且不具有很高的应变硬化,而这又是后期泡孔生长所必须的。因此,采用PP很难制得泡孔均匀细密、发泡倍率高和开孔率低的泡沫。目前,国内外PP泡沫的制备多采用多阶工艺、间歇法，或采用复杂的挤出装置如串联挤出机，或带有加长机头口模的特殊挤出机，或通过交联、共混、接枝等方法高PP的熔体强度，或用物理发泡剂通过计量泵在挤出机中间高压泵入气体进行发泡；这些技术工艺流程长、工艺复杂、设备专用性强、生产环节多、技术难度大、不利于推广。中国专利CN1346843A中公布了一种辐照交联聚丙烯发泡材料的制备用的聚丙烯树脂为一种特质的耐辐照聚丙烯，共混温度较高为160-200℃后的片材放置一段时间才能进行发泡，周期较长，规模化生产较困难。中国专利CN101538387A公开了一种聚丙烯发泡材料及其生产方法，该方法使用超临界流体作为发泡剂，由于超临界流体状态不稳定，难以用于输送和计量，因此挤出发泡过程不够稳定，难以保证规模化生产。

因此，需要开发一种材料性能优异、加工性能良好、工艺流程简单、生产效率高的微发泡聚丙烯板材及其制备方法以解决现有的问题。

发明内容

针对现有的技术不足，本发明的目的在于提供一种基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法，其材料性能优异、加工性能良好、工艺流程简单、生产效率高。

为了实现上述目的，本发明基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法，具体步骤如下：

①将重量份为100的均聚聚丙烯或无规共聚丙烯或均聚聚丙烯与无规共聚丙烯的混合物、重量份为1～10的熔体增强母粒、重量份为0.1～2的发泡成核剂、重量份为0.1～2的化学发泡剂、重量份为0.1～1的润滑剂预混合；

②发泡成型：将预混合的物料加入到拉伸流变塑化挤出设备予以塑化，经发泡片材口模挤出后，再经三辊辊压得到发泡聚丙烯板材。

所述拉伸流变塑化挤出设备为偏心转子拉伸流变塑化挤出设备, 转子直径为60mm，长径比为20～25，辅助设备采用片材挤出模头及压延成型设备，挤出机温度为150～250℃，模头温度为150～200℃,转子转速为10～150转/分钟，喂料机转速为10～100转/分钟。

基于所述均聚聚丙烯与无规共聚丙烯的混合体总量为100重量%，所述均聚聚丙烯的重量比（含量范围）为0.1重量%～99.9重量%，所述无规共聚丙烯的重量比（含量范围）为99.9重量%～0.1重量%。

所述熔体增强母粒为乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯的复合物，通过拉伸流变塑化挤出设备制得。