[发明专利]一种耐久亲水性的聚丙烯发泡颗粒的制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种聚丙烯发泡颗粒的制备方法，包括以下步骤，首先将聚丙烯、高密度聚乙烯‑辛烯共聚弹性体、亲水助剂和抗氧剂进行混合后，得到混合料；然后将上述步骤得到的混合料和超临界流体共混挤出后，切粒得到聚丙烯发泡颗粒。该制备过程能够在添加量较少的情况下，对聚丙烯进行改性、发泡处理，赋予其特殊的性能，如亲水、耐久、多孔发泡的属性，从而显著的提高了共聚聚丙烯材料的韧性和亲水性，主要可以应用于污水处理分解细菌的载体。同时，本发明提供的制备方法，生产工艺简单，易于控制，全过程清洁环保，制品可全部回收利用，有利于实现工业化规模生产和应用。

技术领域

本发明属于聚丙烯发泡材料技术领域，涉及一种聚丙烯发泡颗粒的制备方法、应用，尤其涉及一种耐久亲水性的聚丙烯发泡颗粒的制备方法、在污水处理用载体材料方面的应用。

背景技术

泡沫塑料具有质轻、隔热、缓冲、绝缘、防腐、价格低廉等优点，因此在日用品、包装、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业得到广泛应用，我国20世纪90年代以来泡沫塑料的发展十分迅速，其中主要品种有聚氨酯(PU)软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯(PS)泡沫塑料和聚乙烯(PE)泡沫塑料三大类。然而，聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，并且发泡材料无法回收利用。而聚苯乙烯(PS)发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷，对环境有不利影响，产品降解困难且容易形成“白色污染”，所以联合国环保组织已决定停止使用PS发泡产品。而交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低，且最高使用温度为80℃。

聚丙烯是一种结构规整的结晶性聚合物，系白色蜡状材料，外观透明而轻。化学式为(C3H6)_n，密度为0.89～0.91g/cm³，易燃，熔点165℃，在155℃左右软化，使用温度范围为-30～140℃。在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀，能在高温和氧化作用下分解。从性能上看，聚丙烯(PP)刚性优于聚乙烯(PE)，耐化学性与PE相似；聚丙烯的玻璃化温度低于室温，抗冲击性能优于PS，而且聚丙烯泡沫是一种环境友好的材料；聚丙烯有较高的热变形温度，可以在一些高温领域中应用。发泡聚丙烯通常能耐130℃的高温，比聚乙烯泡沫的最高使用温度80℃高得多。封闭式泡孔结构使其热导率不会因潮湿而受影响，因此可用作保温材料；良好的低温特性，即使在-30℃时也表现出很好的性能；能量吸收，PP发泡制品具有很好的吸收能量特性，具有优异的抗压吸能性能，可以广泛应用于汽车保险杠能量处理系统及其他防冲撞吸能部件，而且具有尺寸形状恢复稳定性，PP发泡制品受多次连续撞击和挠曲变形后会很快恢复原始形状，而不产生永久形变；质量轻且能够反复使用，柔韧性好，反复使用不易破碎，易回收再利用，易分解，制品不含对人体有毒有害的成分，燃烧不产生有毒物质；还具有良好的表面保护性和隔音性能，PP发泡制品是半硬质成形，具有适度的硬度、柔软性，不会擦伤、碰伤与其接触的物体，具有较好的表面保护性。因而，聚丙烯泡沫的研究开发也成了近年来的热点，尽管聚丙烯发泡产品具有良好的性能和应用前景，但聚丙烯泡沫的开发难度很大，国内鲜有相关的，可工业化的核心技术，而一些发达国家正在大力发展并作为替代发泡聚苯乙烯的绿色材料。

因此，如何找到一种适宜的方法，赋予聚丙烯材料更多的特性，拓宽聚丙烯发泡材料的应用领域，深化其应用的深度，已成为诸多研发型生产厂商以及一线研究人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种聚丙烯发泡颗粒及其制备方法，特别是一种耐久亲水性的聚丙烯发泡颗粒的制备方法，本发明制备的聚丙烯发泡颗粒，能够显著提高共聚聚丙烯材料的韧性和亲水性，同时工艺方法简单，易于控制，过程环保，有利于实现工业化规模生产和应用。

本发明提供了一种聚丙烯发泡颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚丙烯、高密度聚乙烯-辛烯共聚弹性体、亲水助剂和抗氧剂进行混合后，得到混合料；

2)将上述步骤得到的混合料和超临界流体共混挤出后，切粒得到聚丙烯发泡颗粒。

优选的，所述制备方法中，按原料质量份数计，包括