[发明专利]一种交联聚丙烯微孔发泡材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交联聚丙烯微孔发泡材料及其生产方法。

背景技术

聚丙烯微孔发泡材料是特指孔径小于100μm，孔密度大于1.0×10⁶个/cm³的多孔聚丙烯发泡材料，材料内部大量存在的微米级泡孔赋予聚丙烯发泡材料诸如轻质高强、低导热系数、高漫反射率等优异性能，因此聚丙烯微孔发泡材料具有广泛的应用领域。

利用超临界CO₂作为发泡剂的固态发泡技术，使聚丙烯在低于其熔点的可变形区发泡，是在聚丙烯基体内形成大量微小泡孔的有效手段。通过利用超临界CO₂的固态发泡过程制备的聚丙烯微孔发泡材料，具有加工过程清洁，制品环保无污染，产品易于回收和循环使用的优点。

由于交联聚丙烯的分子链段运动能力较低，在固态发泡过程中CO₂分子扩散进入聚丙烯基体的饱和时间较长，降低了生产效率，因此固态发泡过程多使用非交联的聚丙烯作为发泡基材。非交联的聚丙烯微孔发泡材料由于其内部无网络结构，在受力时容易产生不可逆的塑性形变，弹性回复较小，这限制了聚丙烯微孔发泡材料在回弹性能要求较高的如鞋材、密封垫片、体育器材等领域的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有非交联的聚丙烯发泡材料由于其内部无网络结构，在受力时容易产生不可逆的塑性形变，弹性回复较小，不能适应于回弹性能要求较高的领域，从而提供一种交联聚丙烯微孔发泡材料及其生产方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种交联聚丙烯微孔发泡材料，包括以下组分：99～100重量份的聚丙烯树脂、0.1～2重量份的辐照敏化剂、0.1～3重量份的抗氧剂。

优选的，包括以下组分：100重量份的聚丙烯树脂、0.5重量份的辐照敏化剂、0.1重量份的抗氧剂。

优选的，包括以下组分：100重量份的聚丙烯树脂、1重量份的辐照敏化剂、0.2重量份的抗氧剂。

优选的，包括以下组分：100重量份的聚丙烯树脂、1.5重量份的辐照敏化剂、0.5重量份的抗氧剂。

优选的，所述聚丙烯树脂为熔融指数为1～2g/10min的长链支化聚丙烯或熔融指数为0.5～3g/10min的线性聚丙烯，长链支化聚丙烯熔体强度高，易于保持闭孔结构，使用性能好。

优选的，所述辐照敏化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，当聚丙烯微孔发泡材料受电子加速器辐照时使其发生交联反应，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与聚丙烯具有良好的相容性和良好的耐磨性，季戊四醇三丙烯酸酯耐候性能好，1，6-己二醇二丙烯酸酯与聚丙烯具有良好的相容性，新戊二醇二甲基丙烯酸酯稳定性能好。

优选的，所述抗氧剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)异氰脲酸酯中的一种或两种的混合物或两种以上的混合物，能有效的防止聚丙烯树脂在加工中发生β降解，四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯化学性质稳定，不污染、耐热、耐氧老化、不易挥发，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯热稳定性能好，三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)异氰脲酸酯稳定性能好，不易挥发。

如上所述的交联聚丙烯微孔发泡材料所采用的生产方法，包括以下步骤：

a）:原料混合：将聚丙烯树脂、辐照敏化剂和抗氧剂通过双螺杆挤出机熔融混合，挤出成型，得到聚丙烯发泡基材；

b）:CO₂气体浸渍基材：将步骤a）生产后的聚丙烯发泡基材放入高压发泡模具内，发泡模具闭合并升温至发泡温度，并向模具内通入超临界CO₂气体，使模具内CO₂气体压力达到发泡压力,发泡温度为140～165℃，发泡压力为8～30MPa，气体饱和时间为30～60min；

c）：基材发泡：将步骤b）处理的发泡模具内的CO₂气体快速释放，得到聚丙烯微孔发泡材料；

d）：发泡材料辐照处理：将步骤c）处理后的聚丙烯微孔发泡材料在N₂气体保护下，以一定的辐照剂量，通过电子加速器进行辐照处理形成三维网络结构的聚丙烯微孔发泡材料，辐照剂量为2～20kGy；

e）:高温退火：将步骤d）处理后的三维网络结构的聚丙烯微孔发泡材料放置在烘箱内进行高温退火，退火温度为100～120℃，退火时间为1～2h；