[发明专利]一种稻壳粉填充微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚丙烯材料改性技术领域，特别涉及一种稻壳粉填充微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。稻壳粉填充微发泡聚丙烯复合材料包括以下重量份的原料组成：聚丙烯树脂100份，稻壳粉10～40份，γ―(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，0.1～5份，聚乙烯蜡0.5～3份，成核剂0.1～5份，发泡母粒0.1～5份，抗氧剂0.05～2份。本发明提供的稻壳粉填充微发泡聚丙烯复合材料，采用含有核壳结构的微球发泡母粒，与制备的壳粉填充聚丙烯颗粒料共混后注塑得到的产品有较好的外观，且产品内部有致密且均匀的膨胀的泡孔结构，能够减轻产品的重量。另外该类微球发泡母粒的发泡原理决定了不会产生任何化学物质，能够放心的与食品接触，用于食品容器或器具等用途。

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料改性技术领域，特别涉及一种稻壳粉填充微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

绿色环保材料作为新型材料完全符合发展绿色经济、人与自然和平共处的环保制造模式。其中聚丙烯材料作为不可再生资源-石油中提料的高分子材料，且全球使用量巨大，大多聚丙烯产品并没有做有效的回收利用，对环境造成了不可磨灭的“白色污染”，而且石油也逐渐出现了枯竭状态。而稻壳作为天然、绿色的植物纤维，可作为填料添加到聚丙烯材料中，做成木塑复合材料，可应用在多种场合中；同时稻壳粉填充的聚丙烯复合材料有着木材不可比拟的优势，防虫蛀、防细菌滋生、耐老化、耐腐蚀、不吸湿和可回收使用等优点。

但相较于天然木材，却有个缺点是密度要大于天然木材，所以通过对该复合材料进行发泡改性，但采用常规的化学发泡剂，在注塑过程中产品表面会出现“银纹”“气痕”等外观缺陷，会大大影响产品应用场景；另外通常添加的化学发泡剂均是受热产生气体和副产物，往往副产物并不适用与食品接触，这样就限制了该材料在食品容器及接触食品器具上的使用。

对于稻壳粉填充聚丙烯发泡的研究，申请公开号201710541155.X，公开日为2017年10月20日，公开了一种纳米稻壳粉增强聚丙烯发泡复合材料极其制备方法，采用普通聚丙烯颗粒、高熔体强度聚丙烯粉末、改性稻壳粉末、硫酸盐浆纤维、混合发泡剂和纳米蒙脱土，其中混合发泡剂为碳酸氢铵和偶氮二甲胺的混合物。该方案通过对偶联剂处理稻壳粉的工艺，以及采用高熔体强度聚丙烯粉末来提高体系的熔体强度从而支撑化学发泡剂分解出的气体，防止气体串泡。但以上做法也存在弊端，高熔体强度聚丙烯粉末多是流动性较差的聚丙烯，添加高熔体强度聚丙烯粉末会影响体系的流动性，从而限制了材料的广泛应用；其次则是使用化学发泡剂产生的气体在注塑过程中逃逸到制品表面，形成银纹及气痕等外观缺陷，影响产品外观。

发明内容

为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种稻壳粉填充微发泡聚丙烯复合材料，包括以下重量份的原料组成：

所述发泡母粒包括微球发泡剂15％～58％；聚乙烯树脂40％～80％；无规聚丙烯蜡0.5％～3％，优选低分子无规聚丙烯蜡；抗氧剂0.05％～2％。

在上述方案的基础上，进一步地，所述微球发泡剂包括采用热塑性丙烯酸类树脂制备的壳体和被所述壳体包覆的烷烃类气体。

在上述方案的基础上，进一步地，所述聚丙烯树脂是均聚类聚丙烯。

在上述方案的基础上，进一步地，所述成核剂为粒径1～5μm的滑石粉；优选5μm的滑石粉，不仅有利于气体形成气体核，还能降低熔体与模具腔表面的摩擦力。

在上述方案的基础上，进一步地，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基 -4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。

本发明还提供一种如上所述稻壳粉填充微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤a、将稻壳粉在100℃下烘干24小时，后将稻壳粉和γ―(2,3- 环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入高速混炼机，高速混合机设置温度110℃，混炼12min，取出后即为R1；