[发明专利]聚丙烯发泡材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯发泡材料，本发明还涉及该聚丙烯发泡材料的生产方法。

背景技术

泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日用品、 包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，其中主要品种有 聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚烯烃泡沫塑料三大类。但 聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，并且发泡材料无法回收利 用。而聚苯乙烯(PS)发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷，对环境有不利影响， 产品降解困难且容易形成“白色污染”，联合国环保组织已决定停止使用PS发泡产品。 交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低，且最高使用温度为80℃。

聚丙烯(PP)树脂具有质轻、原料来源丰富、性能价格比优越以及优良的耐热性、耐 化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上产量增长量最快的通用热塑性树脂。相对于以 上两种泡沫塑料，聚丙烯发泡材料有很多优点：

第一、PP刚性优于PE，抗冲击性能优于PS，而且相比PS泡沫的难回收性，聚丙 烯发泡材料是一种环境友好的材料。

第二、PP有较高的热变形温度，可以在一些高温领域中应用。发泡聚丙烯通常能 耐130℃的高温，比聚乙烯泡沫的最高使用温度80℃高得多，且具有良好的耐低温及 耐溶剂特性。

第三、能量吸收，由于PP发泡制品具有很好的吸收能量特性，具有优异的抗压吸 能性能。广泛应用于汽车保险杠能量处理系统及其他防冲撞吸能部件。

第四、具有良好的表面保护性和隔音性能，PP发泡制品是半硬质成形，具有适度 的硬度、柔软性，不会擦伤、碰伤与其接触的物体，具有较好的表面保护性。

聚合物发泡材料可根据最终发泡制品的发泡倍率(发泡倍率＝聚合物树脂的密度/发 泡材料的表观密度)划分为：低发泡倍率(小于4倍)，高发泡倍率(4-40倍)及超高发泡倍 率(40倍以上)等，其中高发泡倍率的聚合物发泡材料具有最广泛的使用范围。目前国 际上使用的制备高发泡倍率的聚丙烯发泡工艺主要有间歇式和连续式工艺。间歇式发泡 生产的聚丙烯发泡材料(EPP)是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以其独 特而优越的性能成为目前增长最快的环保新型抗压缓冲隔热材料。参考中国发明专利： CN1271125C，公开了一种《发泡聚丙烯树脂珠粒及其生产工艺》，该工艺使用高压釜将 微造粒的聚丙烯小颗粒与分散剂，表面活性剂及气体发泡剂均匀分散在液体介质中，升 温至指定温度及压力下保持一定时间，然后卸压至常压得到聚丙烯发泡粒子，发泡倍率 为2-90倍，然后经洗涤烘干等处理后才可用于模压制品的原料。该间歇式生产工艺较 复杂，成本较高。

连续式聚丙烯发泡工艺的重大突破在90年代，1994年Basell公司推出高熔体强度 的聚丙烯并成功用于连续化的聚丙烯发泡工艺，随后Borealis推出挤出发泡专用的高熔 体强度聚丙烯树脂，目前，世界上已商品化的连续式的聚丙烯的发泡技术(制备泡沫密度 100kg/m³以下的聚丙烯泡沫塑料)是利用高熔体强度聚丙烯经丙烷或丁烷发泡来实现 的。如美国专利US6251319公开了一种制备聚丙烯发泡片材的方法，使用高熔体强度聚 丙烯树脂及挥发性易燃的发泡剂丁烷，发泡倍率为4～56倍，但是由于高熔体强度聚丙 烯树脂的价格较高且使用设备须经特殊的防爆处理，因此聚丙烯发泡材料的成本较高。

美国专利US6051174公开了一种利用超临界流体为发泡剂制备超微孔聚苯乙烯发 泡材料的方法，通过将超临界流体注入至聚合物熔体中，在挤出机中形成聚合物熔体- 超临界流体均相熔体，利用特别设计的的口模使得聚合物迅速发泡制备微孔聚合物发泡 材料。制备要求较高，需要特别设计的口模。

中国专利文献：CN1861368A，公开了一种《非交联聚丙烯发泡材料的生产方法》， 该利用超临界流体为发泡剂，并通过将聚丙烯组合物(如高熔体强度聚丙烯与另一种聚 丙烯或聚丙烯与聚乙烯共混物)与超临界流体在挤出机中充分混合后挤出发泡制备聚丙 烯发泡材料，该方法由于第二聚合物组分的存在，难于充分发挥聚丙烯发泡材料的优点。

中国专利文献：CN101081914A，公开了一种《聚丙烯发泡材料及其制备方法》该 方法通过将聚丙烯组合物经辐射交联后利用化学发泡剂进行发泡，该方法制造成本较 高，且发泡材料为交联产物，难以回收利用。类似的还有CN1131277C。