[发明专利]一种轻量化聚丙烯材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种轻量化聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：（1）碳酸氢钠与柠檬酸均匀混合得到聚丙烯用微孔发泡剂，（2）硅油包裹聚丙烯用微孔发泡剂得到有机硅包覆型聚丙烯用微孔发泡剂，（3）将有机硅包覆型聚丙烯用微孔发泡剂、聚丙烯、填料、抗氧化剂、热稳定剂、微胶囊赤藓糖醇混合均匀得到成品。本发明通过柠檬酸、微胶囊赤藓糖醇的加入提高了碳酸氢钠的热分解起始温度，缩小了分解温度区间，提高了发泡的效果；其中藓糖醇材料为一种优秀中温相变材料，其相变温度为119‑124℃。当温度升高超过相变温度时，赤藓糖醇发生相变，吸收热量减缓/阻止温度升高，从而延缓作为发泡剂的碳酸氢钠的热分解，提高了发泡的效果。

技术领域

本发明涉及聚丙烯材料领域，尤其涉及一种轻量化聚丙烯材料的制备方法。

背景技术

轻量化、节能环保及高效、低成本地生产一直是汽车工业持续追求的目标。聚丙烯材料由于是一种具有很高性价比的材料，因此，一直以来在汽车塑料零部件上的应用被不断地拓展，当前已被广泛地应用在了保险杠、汽车仪表板、门板、中央通道、饰柱、行李箱等各主要的汽车塑料零部件上。

然而，自聚丙烯材料开始取代价格昂贵的工程塑料或笨重的金属材料的工作以来，经过几十年的技术发展，这种替代性的工作从某种程度而言可以说已经逐步接近极致，短期内从材料替代的角度而言，很难会有较大的进展。因此，在现有的材料体系下，如何进一步降低部件的重量，提高产品的生产效率，实现汽车轻量化、节能减排的更高目标，同时为主机厂带来更好的经济效益，成为国内外行业共同关注的热点。

为此，近些年来聚丙烯微发泡注塑成型技术越来越受到关注。这种技术是指以聚丙烯材料为基体，通过注塑工艺，在气体内压的作用下，使制品中间层密布尺寸从十到几十微米的封闭微孔而两侧有着致密的表皮结构；从而达到省料和减重的目的。

该技术可以分为物理法和化学法。物理法需要气体压缩装置及特殊的注塑设备，代价昂贵，故不利于大规模推广。化学法指在聚丙烯中加入一定量的发泡剂，完成注塑后，零件材料在发泡剂的作用下膨胀，形成一种中间层为从十到几十微米不等的封闭微孔。这种微发泡注塑成型技术突破了传统注塑的诸多局限，能更为充分地实现了减重、高效、低成本的生产。

碳酸氢钠是一种可分解放出CO₂气体的化合物，具有加工制备方便、生产成本低和分解产物无毒无污染等特点，而成为备受关注的发泡剂。但碳酸氢钠的分解起始温度低（60℃左右就开始分解了），分解温度区间宽，在聚丙烯软化温度前就有大量挥发，难以满足聚丙烯发泡材料的生产要求。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种发泡效果好的量化聚丙烯材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：提供了一种轻量化聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）称取碳酸氢钠9-15质量份，柠檬酸21-35质量份；将两者混合后在100质量份的乙醇中浸润，接着用超声波混合均匀，然后用旋涂方法甩干，真空干燥，去除有机溶剂，即得到聚丙烯用微孔发泡剂；

（2）称取70-80质量份的硅油，在其中加入20-30质量份步骤（1）中制得的聚丙烯用微孔发泡剂，然后超声并搅拌混合；之后真空抽滤、真空干燥，得到有机硅包覆型聚丙烯用微孔发泡剂；

（3）称取步骤（2）中所制得的有机硅包覆型聚丙烯用微孔发泡剂2-4.5质量份，并称取聚丙烯100质量份、填料10-20质量份、抗氧化剂0.3-0.7质量份、热稳定剂0.3-0.7质量份、微胶囊赤藓糖醇3-8质量份，混合均匀，即得到轻量化聚丙烯材料。

作为一种优选方案，所述步骤（1）中，真空干燥的时间为0.2-1h。

作为一种优选方案，所述步骤（2）中，搅拌速度为80-150rpm，混合时间为12-24h。

作为一种优选方案，所述步骤（2）中，真空干燥的时间为50-100min。