[发明专利]一种低密度聚丙烯珠粒泡沫及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及微孔塑料制备技术领域，特别是涉及一种低密度聚丙烯珠粒泡沫及其制备方法与应用。按质量百分数计，所述泡沫的原料组成包括：80～98％PP、0.5～12％PTFE、0.5～10％滑石粉、2～10％超临界二氧化碳、0.1～1％质量分数的超临界氮气。发泡产品的发泡倍率可达54倍，发泡产品的密度可低至0.016g/cm³，泡孔平均尺寸小于40μm，发泡产品具有更细腻、更均匀、更规整、更高孔隙率的泡孔结构，闭孔率可达95％。

技术领域

本发明涉及微孔塑料制备技术领域，特别是涉及一种低密度聚丙烯珠粒泡沫及其制备方法与应用。

背景技术

聚丙烯(PP)珠粒泡沫是一种以聚丙烯为基体，通过发泡制得的具有多孔结构的珠粒状物质。与常规的聚苯乙烯(PS)珠粒泡沫，PP 珠粒泡沫具有更好的耐热性、耐腐蚀性、机械性能、消声减震性能和环保特性。PP珠粒泡沫可用于成型加工具有一定结构形状的泡沫产品，其产品具有优良的隔热性能、机械性能和耐候耐腐蚀性能，在隔热、减震缓冲、安全防护等领域具有十分广阔的应用前景。当前，PP 珠粒泡沫主要采用基于釜压发泡技术生产，并且一般需要经过两次釜压发泡才能够生产低密度的聚丙烯泡沫。釜压发泡法存在生产效率较低、工艺不稳定差、产品成品率不高等缺陷，且其生产过程存在一定安全隐患。与釜压发泡法相比，挤出发泡法制备PP珠粒泡沫，具有生产动化程度高、生产效率高、工艺稳定性好、产品结构与性能稳定性和均一性等明显优势。

发明内容

本发明提供了一种低密度聚丙烯珠粒泡沫及其制备方法与应用，该方法利用通过添加聚四氟乙烯增强聚丙烯的熔体强度，同时通过滑石粉增强泡孔成核，从而实现挤出发泡制备具有均匀闭孔结构的低密度聚丙烯珠粒泡沫。与当前的釜压发泡方法相比，本发明的方法具有工艺稳定性高、生产效率高、可操作性和安全性好等突出优势。

本发明第一目的：提供一种低密度聚丙烯珠粒泡沫。

本发明第二目的：提供一种低密度聚丙烯珠粒泡沫的制备方法。

本发明第三目的：提供所述低密度聚丙烯珠粒泡沫、制备方法的应用。

为实现上述发明目的，具体地，本发明公开了以下技术方案：

首先，本发明公开一种低密度聚丙烯珠粒泡沫，按质量百分数计，所述泡沫的原料组成包括：80～98％PP、0.5～12％PTFE、0.5～10％滑石粉、 0.9～10％超临界二氧化碳、0.1～1％超临界氮气。

进一步的，所述PP的含量为85～98％，进一步优选为90～95％。

进一步地，所述PTFE的含量为1～10％，为了获得较高的熔体强度，同时为了降低发泡阻力，以获得更低的泡沫密度，进一步优选为 2～8％。

进一步地，所述滑石粉的含量为1～8％，为了获得更好的泡孔异相成核效果和获得更低的泡沫密度，进一步优选为2～6％。

进一步地，所述二氧化碳的含量为2～9％，为了获得较低泡沫密度和更稳定的工艺窗口，二氧化碳的含量优选为3～7％。

进一步地，所述氮气的含量为0.1～0.8％，为了获得较好的泡孔成核效果和扩大发泡工艺窗口，进一步优选为0.2～0.6％。

其次，本发明公开所述低密度聚丙烯珠粒泡沫的制备方法，步骤为：

(1)将PP、PTFE、滑石粉按比例通过料斗加入到挤出机料筒中，待PP熔融并与PTFE、滑石粉初步混合后，向料筒中依次超临界二氧化碳和超临界氮气。

(2)待PP、PTFE、滑石粉、超临界二氧化碳、超临界氮气在挤出机料筒中充分混合均匀后挤出，然后挤出发泡。

(3)挤出发泡物经切粒、输运、干燥，即得低密度聚丙烯珠粒泡沫。

进一步地，所述挤出机为双螺杆共混挤出机料。