[发明专利]一种高拉伸、高韧性的聚丙烯发泡材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种高拉伸、高韧性的聚丙烯发泡材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。包括如下步骤：A、获得表面改性的相变剂粉末，以提高其分散性；B、将PP树脂颗粒进行机械粉碎；C、将步骤B和步骤A中分别PP粉末和改性相变剂粉末按(95～99.5):1的比例在浓度大于90％的乙醇溶液中进行机械搅拌预分散，随后置于通风橱中进行抽干，最后在烘箱中烘干获得混合材料；D、将步骤C获得的混合材料与一定量分散剂通过双螺杆进行加工造粒，并通过硫化成型机制备成改性板材；E、将步骤D获得的改性板材置于受限发泡模具中，并将模具放置于高压发泡反应釜中进行超临界二氧化碳流体发泡，最后泄压冷却，获得高拉伸、高韧性的聚丙烯发泡材料。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种高拉伸、高韧性的聚丙烯发泡材料的制备方法。

背景技术

近年来，高分子发泡材料市场需求以每年超过10％的增长速度发展。20世纪90年代以来，国内聚合物发泡行业的发展也较快，而发泡材料主要分为聚氨酯(PU)，聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)三大类。其中，PU发泡过程中存在有害残留物，难以回收；PS发泡材料在制备过程中使用氟氯烃类发泡剂，破坏了大气臭氧层，其发泡制品无法回收等问题显著。联合国环境规划署和欧洲共同体已经将PS泡沫成品列入禁止使用条目。人们在取代发泡PS轻量化以及环境友好型发泡材料的道路上不断尝试，如采用超临界流体(SCF)制备发泡聚丙烯(PP)作为替代材料，用于食品、电子产品包装及汽车隔热、隔音内饰等领域是发展的一个趋势。随着人们对环境问题的关注度日益提高，作为可回收的PP树脂发泡材料受到了国内外学者的青睐。而常规PP树脂材料是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以其独特而优越的特性成为目前增长最快的新型环保材料。

由于常规PP分子链上存在侧甲基，降低了分子链的柔曲性，并且球晶尺寸较大，使得PP的冲击性能较差，受热后温度在熔点之前，流动性差，一旦达到熔点，其熔体强度迅速下降。在超临界CO2发泡过程中，孔壁受到膨胀扩张力的作用，泡孔壁易破裂，造成PP发泡材料力学性能不佳。为了得到具有泡孔尺寸小，孔密度大，泡孔连续性好的PP发泡材料，需要对常规PP进行改性处理。改性PP的常用方法主要包括：辐射交联法、化学交联法以及共混改性法等方法。但以上方法增加了PP发泡制备的工艺难度，也会一定程度上改变PP原有特性。另外，交联方法增加了加工难度，共混改性需要考虑两相相容性问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种高拉伸、高韧性的聚丙烯发泡材料的制备方法，本发明所要解决的技术问题是对原材料进行改性以获得发泡闭孔率高的聚丙烯发泡材料。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高拉伸、高韧性的聚丙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A、获得表面改性的相变剂粉末，以提高其分散性；B、将PP树脂颗粒进行机械粉碎；C、将步骤B和步骤A中分别PP粉末和改性相变剂粉末按(95～99.5):1的比例在浓度大于90％的乙醇溶液中进行机械搅拌预分散，随后置于通风橱中进行抽干，最后在烘箱中烘干获得混合材料；D、将步骤C获得的混合材料与一定量分散剂通过双螺杆进行加工造粒，并通过硫化成型机制备成改性板材；E、将步骤D获得的改性板材置于受限发泡模具中，并将模具放置于高压发泡反应釜中进行超临界二氧化碳流体发泡，最后泄压冷却，获得目标发泡材料。

进一步的，步骤A中的相变剂粉末是至少含有脂肪羧酸金属化合物的单体或混合体粉末；步骤A是对含羧基的脂肪羧酸金属化合物的改性；改性方法为：首先对相变剂粉末进行等离子体表面辐照，然后将处理后的相变剂粉末浸入充满丙烯酸水溶液的玻璃试管中，用氮气净化15min，去除溶液中的氧气，最后密封试管，并置于70℃恒温水浴中水浴3～6h，即获得具有高分散性的改性相变剂粉末混合物。

进一步的，对相变剂进行等离子体表面辐照的辐照条件为：射频功率100W，真空度20Pa，辐照时间4min，氩气气氛。

进一步的，用于浸泡相变剂粉末的丙烯酸水溶液的浓度为：丙烯酸占溶液总体积的16～20％。