[发明专利]可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法

说明书

本发明涉及发泡塑料领域，公开了一种可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法。该聚丙烯组合物含有聚丙烯、聚丙烯改性剂、发泡剂和可选的成核剂，所述聚丙烯改性剂的制备方法包括：将极性单体接枝聚丙烯与组分A接触进行反应并挤出造粒；所述极性单体接枝聚丙烯中的极性单体能够与组分A发生化学反应；极性单体选自甲基丙烯酸二甲氨基酯、丙烯酸环氧酯、三聚丙烯酸异氰尿酸酯和丙烯酰胺中的至少一种，组分A选自多异氰酸酯、聚环氧乙烷和含胺基物质中的至少一种。所述发泡聚丙烯的获得发泡倍率达到12倍以上，且同时具有较高的拉伸和弯曲性能。

技术领域

本发明涉及发泡塑料领域，具体涉及一种可发泡聚丙烯组合物和发泡聚丙烯及其制备方法。

背景技术

泡沫塑料具有质量轻、热导率低、隔热、隔音及缓冲等优异的性能，广泛应用于日用、包装、运输、建筑等领域。聚丙烯树脂来源广泛、价格低廉，作为发泡材料，相对于聚苯乙烯、聚乙烯等传统发泡材料具有更优异的性能，例如具有更好的刚性、硬度、抗冲击性能及耐温性能等。然而，采用普通聚丙烯树脂进行发泡时，可加工操作温度范围窄，发泡成形难。这是因为聚丙烯是结晶性塑料，发泡只能在结晶熔点附近进行，而普通聚丙烯树脂发泡时从熔点到泡孔破裂的温度差小。当普通聚丙烯达到熔融结晶温度后，其熔体黏度会迅速下降，而且在结晶过程中释放出大量的结晶热，使其熔体黏度和熔体强度进一步下降。因此，普通聚丙烯熔体强度小、无法包裹住气泡，容易造成发泡过程气体逃逸现象，从而导致泡孔塌陷、气泡合并，无法制得优良的发泡制品。

要制备高发泡倍率且泡孔均匀的聚丙烯发泡材料，首要的是对聚丙烯树脂原料的性能改善。改善聚丙烯性能的途径包括使用高熔体强度聚丙烯、聚丙烯部分交联和聚丙烯共混改性等。

CN105273314A公开了一种聚丙烯发泡隔热材料，采用物理共混的方法，以无规聚丙烯和氯化聚乙烯作为发泡材料的基体树脂，通过添加适量的氯化聚乙烯改善PP发泡性能，同时起到增韧的作用。

CN103756124A公开了一种聚丙烯发泡材料，组成中含有乙烯丙烯酸共聚物，可以通过在过氧化物作用下与聚丙烯接枝，形成聚丙烯长支链，产生高熔体强度聚丙烯。

CN104356305A公开了一种基于固相接枝制备高熔体强度聚丙烯的方法，其中原料组成为聚丙烯100重量份，引发剂0.01-1重量份，多官能团单体0.1-5重量份，抗氧剂0.1-5重量份；具体步骤为：在高速混合机中加入聚丙烯、多官能团单体、抗氧剂搅拌均匀，容器的加热温度设置为90-120℃，高速混合机转速为700-1400rpm；然后加入引发剂，搅拌反应10-60min；反应结束后，放料至冷混机中，加入抗氧剂0-0.5重量份，经冷混降温，出料，即得到所述高熔体强度聚丙烯。

US5047446公开了一种由直链半结晶通常是固体的聚丙烯材料制造高分子量、长链支化聚丙烯材料的方法，该方法包括用高能离子辐射辐照所述的直链聚合物材料的阶段和用加热方式使被辐照聚合物材料中的残余自由基团减活化的阶段，其特征是该方法的改进包括在减活化残余自由基团之间，40℃-110℃的温度范围下加热该被辐照聚合物材料至少达10min。

US5414027和US5541236公开了一种通常是固体的、高分子量、非线性、基本上无凝胶的丙烯聚合物材料，其具有应变硬化伸长粘度和增强的熔体强度。通过高能量离子辐照交联制备而得高熔体强度聚丙烯。

进一步地，聚丙烯的发泡方法通常可以分为物理发泡和化学发泡两种方法。物理发泡法需要采用专用的发泡剂的计量、加压和注入系统，发泡剂通常在聚丙烯完全熔融的挤出机相应位置处加入。聚丙烯化学发泡则采用普通的挤出制备。CN105566751A公开了一种高结晶性聚丙烯树脂发泡母粒及其制备方法，采用化学发泡的方法，以PP和LDPE为基体树脂，加入化学发泡剂、成核剂、润滑剂、表面活性剂等助剂在高混机中混合均匀，再加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到高结晶度的聚丙烯发泡母粒，用于聚丙烯注塑发泡，发泡板材、发泡型材和发泡管材的挤出。