[发明专利]丙烯丁烯高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种丙烯丁烯共聚高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材及其制备方法。

背景技术

发泡材料主要包括发泡珠粒、发泡板材或片材等表观形式；发泡板材或片材广泛用于容器、建筑材料、汽车零件和冲击能吸收材料等。与聚苯乙烯类发泡板材或片材相比，聚丙烯（PP）类发泡板材或片材有优良的刚度和热稳定性，近年来对它的需求日益增长。聚丙烯发泡板材及片材主要利用挤出发泡法得到，具体是在挤出机内直接完成发泡各个组分的混合、熔融，通过在机头部位发泡剂的分解及溢出完成发泡过程。

与发泡PS和发泡PE片材或板材相比，发泡PP可在微波炉中使用，且耐沸水，热成型的盘子在低温下有足够高的冲击强度，可在深冷环境中使用，表面感觉舒适而且柔软。如密度0.1~0.5g.cm^-3、厚度1~3.5mm的发泡PP片材不仅可以用于食品或肉品包装，还可以用于制作各种器皿；密度0.5~0.7g.cm^-3、厚度1~3.5mm发泡片材是生产具有高刚性和良好隔热性的餐具、饮料杯等的原材料；密度为0.2~0.5g.cm^-3、厚度1~3.5mm的发泡PP板用于生产肉类包装材料、餐具或加工成盆、碟，用于货柜中苹果、酱、乳酸酪等低酸度食品的包装。

为了减少使用对人体有害的PS树脂，发达国家大多改用聚烯烃类树脂制作各种餐盒。以前采用的是透明PP片材或挤出PP单层发泡片材制作。1999年5月起正式采用PP单层发泡片材制作可在微波炉中加热的各式餐具和容器，由于安全性好和不容易受到热的影响，开始广泛应用于制造食品包装容器。

目前应用最广的无规共聚物是丙烯同少量乙烯的共聚物，可有效地提高聚丙烯的韧性和降低熔点。但是乙烯丙烯无规共聚聚丙烯中低分子量部分往往乙烯含量过高，从而增加了产品中低分子无规物的含量，导致产品的正己烷提取物始终较高，限制了其应用范围，尤其是在食品卫生包装领域。1-丁烯和丙烯都是α烯烃，用1-丁烯代替乙烯与丙烯共聚，能降低聚丙烯的结晶度，更重要的是能有效减少聚合物中低分子无规物的量，从而可以避免产品中正己烷提取物过多的问题。这样得到的聚丙烯发泡珠粒，可以用于食品卫生级轻量化制品的生产。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种丙烯丁烯共聚高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材及其制备方法。得到了符合环保要求的可降解、泡孔均匀、闭孔率高、物理耐热性高、密度可控、生产成本低且适合规模化生产的聚丙烯发泡板材或片材。

在本发明中，所述“高熔体强度”是指聚丙烯的熔体强度在0.8牛顿以上，其熔体强度甚至可达到或超过2.2牛顿。

本发明中使用的高熔体强度聚丙烯不仅分子量分布较宽，而且其最大的特点是极高分子量级分（分子量大于500万）含量较高，同时优选较低分子量级分（分子量小于5万）的含量也大于一定量，这样使所得丙烯聚合物的熔体强度有了明显地提高，而且还保证了聚合物的加工性能。

本发明提供一种聚丙烯发泡板材或片材，所述发泡板材或片材采用高熔体强度聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征：其熔融指数MFR为0.2～10g/10min，分子量分布M_w/M_n为6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于0.8wt%，M_z+1/M_n大于或等于70，且其中丁烯含量为0.1~15wt%。

在基体树脂中添加发泡剂，可以生产发泡聚丙烯。发泡剂可以是无机发泡剂或有机发泡剂，无机发泡剂例如为空气、氮气、二氧化碳、氧气和水，有机发泡剂在一定温度和压力下分解释放气体，在树脂等可发性材料中形成多孔的泡状结构。

在本发明中，优选所述高熔体强度聚丙烯具有如下特征：其熔融指数MFR为1.6~6g/10min，分子量分布M_w/M_n=6~20，分子量大于500万级分的含量大于或等于1.0wt%，M_z+1/M_n大于或等于80，丁烯含量为0.5~10wt%，分子量小于5万级分的含量为17.5~30wt%，且聚合物的分散指数为9.0～16.0。