[发明专利]一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺

权利要求书

1.一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、把聚丙烯(PP)、三元乙丙橡胶(EPDM)、增强剂按一定比例共混后得到PP/EPDM/增强剂三元共混物，其中，聚丙烯(PP)的质量分数为65％～94.9％，三元乙丙橡胶(EPDM)的质量分数为0.1％～5％，增强剂的质量分数为5％～30％；

步骤二、以PP/EPDM/增强剂三元共混物为原料，利用熔喷工艺，制备PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布；

步骤三、对制得的PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布进行硫化交联处理；

步骤四、硫化处理后，将PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布粉碎成小碎片；

步骤五、以PP/EPDM/增强剂三元共混物无纺布碎片为原料，在微发泡注塑成型机的料筒内，进行塑化熔融，并在塑化熔融过程中加入超临界流体，以制得PP/EPDM/增强剂与超临界流体的均相混合物；

步骤六、在塑化熔融的同时，加热微发泡注塑成型机上安装的注塑模具，待模具型腔表面温度升高至PP/EPDM/增强剂三元共混物的热变形温度以上时，将PP/EPDM/增强剂与超临界流体的均相混合物注入模具型腔；

步骤七、待注满模具型腔后，通过保压操作继续向模具型腔内的PP/EPDM/增强剂与超临界流体的混合物施加压力，直至将注入过程中从PP/EPDM/增强剂熔体析出的超临界流体完全再溶解入PP/EPDM/增强剂熔体之中；

步骤八、快速冷却模具，待模具型腔内PP/EPDM/增强剂与超临界流体均相混合物的温度冷却至一定水平时，快速微开模具一定距离，以诱导发泡；

步骤九、继续冷却模具及模具型腔中的泡沫制品，待其冷却定型后，完全打开模具，即得轻量化高性能聚丙烯制品。

2.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤一中增强剂为玻璃纤维、碳纤维、滑石粉、碳酸钙、碳纳米管或碳纳米纤维。

3.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤一中PP的EPDM中添加了适量的交联剂和引发剂。

4.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤二中通过调控熔喷温度和熔喷速度，制备的PP/EPDM/增强剂三元共混物中的EPDM相呈现纤维状。

5.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤二中通过调控熔喷温度和熔喷速度，制备的PP/EPDM/增强剂三元共混物中的EPDM相呈现细长纤维状，其直径为亚微米级和纳米级。

6.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤三中对所述硫化交联处理的方式为辐射交联或加热交联，交联处理后，PP/EPDM/增强剂三元共混物中的纤维状EPDM相具有三维化学交联结构的大分子。

7.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤五中所述超临界流体为超临界氮气或超临界二氧化碳。

8.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤六中所述注塑模具的内部设置有快速加热系统和快速冷却系统。

9.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤八中所述微开模具一定距离的数值需要根据产品的目标密度或减重比确定，目标密度或减重比越大，则微开模具的距离越大。

10.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑制备轻量化高性能聚丙烯制品的方法及工艺，其特征在于：所述步骤九中制备的轻量化高性能聚丙烯制品具有三明治结构，密实的不发泡皮层包裹着具有多孔结构的泡沫层，泡沫制品的密度为0.1～0.8g/cm³。