[发明专利]一种低熔体强度聚丙烯发泡颗粒的制备方法

说明书

本发明属于聚合物发泡材料制备领域，特别涉及一种低熔体强度聚丙烯发泡颗粒的制备方法，将聚丙烯和助剂加入高速混合机中混合均匀，将所得的混合料加入到挤出机中进行熔融共混，并同时向挤出机内的混合料注入超临界气体作为发泡剂，混合料经挤出并逐段冷却后，再于加热环境下发泡得到聚丙烯发泡材料，冷却、切粒。

技术领域

本发明属于聚合物发泡材料制备领域，特别涉及一种低熔体强度聚丙烯发泡颗粒的制备方法。

背景技术

聚合物发泡一般需要在聚合物处于软化的状态下进行，而聚丙烯通常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，软化点和熔点很接近。因此在温度达到熔点之前，它基本不流动，即无法达到理想的软化状态，即发泡状态，而在此基础上进一步升高温度时，聚丙烯在软化的同时熔体强度又会急剧下降，导致熔体很难包住气体，故聚丙烯发泡过程很难控制，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。因此很多聚丙烯用于发泡之前需要先进行改性以提高其熔体强度，这样无疑增加了制备工序和成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低熔体强度聚丙烯发泡颗粒的制备方法：将聚丙烯和助剂加入高速混合机中混合均匀，将所得的混合料加入到挤出机中进行熔融共混，并向挤出机内的混合料注入超临界气体作为发泡剂，混合料经挤出并逐段冷却后，再于加热环境下发泡得到聚丙烯发泡材料，冷却，

助剂中包括润滑剂，润滑剂与聚丙烯的质量用量比为5～10：100，润滑剂为硬脂酸盐或硬脂酸酯，

其中，聚丙烯为均聚聚丙烯，

助剂还可以包括成核剂、抗静电剂等，成核剂为二氧化硅、滑石粉、氧化镁等，抗静电剂为乙氧基月桂酷胺、甘油-硬脂酸酯等，

按重量份数计算，成核剂、抗静电剂、聚丙烯之间的质量用量比为0.1～5：0.1～1：100，

挤出机优选双螺杆挤出机，待聚丙烯在挤出机中熔融充分后，向混合料中注入超临界气体，超临界气体为超临界二氧化碳、超临界氮气、超临界丁烷等，控制超临界气体被注入到混合料中的质量分数为4～10％(注入的超临界气体重量与注入超临界气体后的混合料重量之比)，

挤出并逐段冷却为，混合料依次经过挤出机的螺杆段、熔体冷却段，并通过口模被挤入冷却水中，

控制螺杆段对混合料的熔融共混温度为200～230℃，设定熔体冷却器的温度为160～130℃，设定口模的温度为120～110℃，冷却水的水温为10℃～15℃，

挤出料出水后进入烘道中发泡，发泡后切割成粒料，

发泡时的烘道温度为135～145℃。

综上，本方案直接使用熔体强度较低的聚丙烯挤出制备发泡颗粒，在熔融挤出过程中向挤出机内注入超临界气体作为发泡剂，挤出发泡时，发泡剂气体失去超临界状态后会膨胀扩孔，对于处于软化状态的低熔体强度聚丙烯而言，常规的挤出发泡往往会形成大量开孔结构，并且所得发泡材料的力学强度会很低，

本方案中，物料被挤出机挤出的过程中先经过熔体冷却器，再经过温度设定相对低的口模，使从口模被挤出的料条温度低于物料的熔融温度而具有较高的强度，由于本方案事先在树脂原料中加入了润滑剂，因此料条在低于物料软化温度的情况下可以被顺利挤出口模，不会造成堵塞；同时，料条离开口模的瞬间，料条内的发泡剂气体失去超临界状态后的膨胀受到料条强度的限制而无法膨胀充分，客观上避免了泡孔壁破裂形成大量开孔，而料条离开口模后的水冷措施也进一步限制了发泡剂气体在料条内的膨胀；在发泡气体被包住的情况下，再将该料条进入烘道进行高温处理，在相对较低(相对于物料的软化温度)的温度下也能够使料条内部的发泡剂气体进一步膨胀发泡，且同样不会冲破泡孔壁而导致大量开孔、破孔出现。

附图说明

图1为实施例1所制备的条状发泡颗粒的形貌图，