[发明专利]一种聚丙烯同质纤维复合发泡材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚丙烯同质纤维复合发泡材料的制备方法，所述发泡材料由聚丙烯基体和聚丙烯纤维组成，采用物理熔融共混的方法制备不同含量纤维的复合材料，并经由热压成型制得该复合材料的待发泡样条，将该样条置于高压反应釜中，采用间歇发泡的方法，制备出聚丙烯同质纤维复合发泡材料。本发明方法对设备要求低，操作简单，所用材料成本低，可回收利用，制备过程绿色环保，制备出的发泡材料力学性能优异，便于工业化生产，具有广泛的应用前景。

技术领域：

本发明属于发泡材料领域，尤其涉及一种聚丙烯发泡材料及纤维增强聚丙烯发泡材料的制备方法。

背景技术：

聚丙烯发泡材料是一种性能优良的微孔结构材料，具有良好的热稳定性、抗冲击性能，且成本低，可回收利用，这些优良的特性使其成为近几年发展最快的新型环保缓冲隔热材料。但由于聚丙烯的线性分子结构特征，使其熔体强度过低，容易发生泡孔破裂及合并，难以制备出具有理想泡孔结构的聚丙烯发泡材料。为了提高聚丙烯的发泡性能，研究人员在制备聚丙烯发泡材料时会添加各种填料，但这些填料的存在使聚丙烯材料难以回收利用。因此，有必要制备一种填料，能够在保证聚丙烯材料可回收利用的条件下，增强聚丙烯的发泡性能。

发明内容：

本发明针对现有生产技术的不足，为了解决聚丙烯熔体强度低发泡性能差以及聚丙烯基体和增强体的相容性的难题，提供了一种聚丙烯同质纤维复合发泡材料的制备方法，该方法具体如下：

一种聚丙烯同质纤维复合发泡材料的制备方法，所述的一种聚丙烯同质纤维复合发泡材料的制备方法所制备得到的发泡材料由聚丙烯纤维和聚丙烯基体构成，所述聚丙烯纤维直径为10-40μm，纤维长度为5-40mm，所述聚丙烯同质纤维复合发泡材料中聚丙烯纤维质量占比为5％-50％，由于基体和纤维均由聚丙烯构成，可保证所制备的发泡材料易于回收利用。

进一步作为本发明技术方案的改进，该方法包括以下步骤：

步骤一：按以下质量百分比称取聚丙烯纤维:聚丙烯基体＝5-30:95-70；

步骤二：将步骤一所得到的聚丙烯纤维和聚丙烯基体分批加入密炼机中进行熔融共混，制备得到二元复合材料，将得到的二元复合材料进行破碎，并将破碎后的得到的颗粒制备成发泡前的样条；

步骤三：将步骤二制得的样条置于高压反应釜中，使用超临界流体作为发泡剂，采用间歇发泡的方法，经快速卸压得到聚丙烯同质纤维复合发泡材料样品。

进一步作为本发明技术方案的改进，在密炼机中进行共混时，依次加入两种材料，第一批加入的材料为聚丙烯基体，第二批加入的材料为聚丙烯纤维。

进一步作为本发明技术方案的改进，第一批加入聚丙烯基体时密炼机温度高于聚丙烯基体的熔点,第一段共混时间为6min，第二批加入聚丙烯纤维时密炼机温度不高于聚丙烯纤维的熔点，第二段共混时间为6min，混炼室转子转速为 50rpm，通过此种温度设计，可保证聚丙烯纤维在基体中完整保留下来。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述发泡前样条使用热压成型制备，热压成型制备发泡前样条时，热压温度为不高于聚丙烯纤维熔点，热压压力为 10MPa，热压时间为5min-12min，通过此种热压温度设计，可保证聚丙烯纤维在基体中完整的保留下来。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述发泡温度范围为:120℃-160℃，发泡压力为：8MPa-16MPa，保压时间为：10min-80min，通过此种发泡条件设计，可保证聚丙烯纤维处于部分熔融或未熔融状态。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述的超临界流体为CO₂或N₂。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述发泡材料泡孔密度为5.2×10⁸个 /cm³-9.7×10¹¹个/cm³，平均泡孔直径为1.5μm-23.8μm。