[发明专利]聚丙烯发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚丙烯发泡材料及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：将聚丙烯与聚二甲基硅氧烷共混得到的共混物，在CO₂条件下发泡，发泡过程中添加小分子共发泡剂，所述小分子共发泡剂选自正戊烷、丙酮和水中的任意一种，发泡温度为146～165℃；所述小分子共发泡剂的添加量为CO₂质量的4～6wt％。本发明提供的聚丙烯发泡材料制备方法工艺简单、拓宽了聚丙烯的发泡温度上限，使得聚丙烯在更高的温度下也可以发泡，同时，制备得到的聚丙烯发泡材料发泡倍率高、孔径较小、泡孔密度大。

技术领域

本发明涉及聚合物发泡领域，具体涉及一种聚丙烯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是一种热塑性树脂，属半结晶型高聚物，其结晶度高、物理力学性能突出，与聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)等发泡材料相比，聚丙烯具有更好的屈服强度、弹性模量。由于这些优良的特性，聚丙烯发泡材料广泛应用于电子产品包装、隔音隔热材料等领域。但聚丙烯的高结晶性和线性分子结构导致其熔体强度较低，致使加工温度区间窄，仅为4℃，当发泡温度相对熔点过高时，聚丙烯材料熔体强度过低，无法发泡，这使得发泡过程存在对设备要求高、发泡的工艺条件难以处理、发泡难度大等问题。因此，需要开发一种聚丙烯发泡材料的制备方法，拓宽聚丙烯的发泡温度区间(即可以发泡的温度区间)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中聚丙烯发泡过程中由于聚丙烯熔体强度低，使得发泡温度区间窄、高温下无法发泡、且对设备要求高的缺陷，提供一种聚丙烯发泡材料及其制备方法。本发明提供的聚丙烯发泡材料制备方法工艺简单、拓宽了聚丙烯的发泡温度上限，使聚丙烯在更高的温度下也可以发泡。此外，该方法制备得到的聚丙烯发泡材料发泡倍率高、孔径较小、泡孔密度大。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种聚丙烯发泡材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将聚丙烯与聚二甲基硅氧烷(PDMS)共混得到的聚丙烯/聚二甲基硅氧烷共混物，在CO₂条件下发泡，发泡过程中添加小分子共发泡剂，所述小分子共发泡剂选自正戊烷、丙酮和水中的任意一种，发泡温度为146～165℃；所述小分子共发泡剂的添加量为CO₂质量的4～6wt％。

本发明中，所述CO₂质量是指在CO₂条件下发泡时的发泡温度压力下添加的CO₂的质量，添加的CO₂充满整个反应容器。其中，所述反应容器可为本领域常规的用于制备发泡材料的反应容器，例如高压釜。

本发明中，所述聚丙烯可为本领域常规的聚丙烯，例如购自中国石化镇海炼化公司型号E02ES的聚丙烯。所述聚丙烯的分子量较佳地为400000～600000g/mol。在所述共混之前还可按照本领域常规将所述聚丙烯进行压片制成片材。

本发明中，较佳地，所述聚二甲基硅氧烷的数均分子量为3500～4500g/mol，例如4000g/mol。

本发明中，较佳地，所述聚丙烯与所述聚二甲基硅氧烷的质量比为(90～110):1，例如100:1。

本发明中，所述共混的温度较佳地为160～200℃，例如170、180或190℃。

所述共混的时间较佳地为20～30min，例如25或28min。

所述共混可按照本领域常规在哈克密炼仪中进行。所述共混的扭矩转速可为本领域常规的共混的扭矩转速，较佳地为80～100rpm。

本发明中，所述发泡温度较佳地为156～165℃，例如156、160、162或165℃。

本发明中，所述小分子共发泡剂的添加量较佳地为CO₂质量的5wt％。