專利名稱：一種發泡用聚丙烯組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發泡用聚丙烯組合物，該組合物經過擠出發泡可得到高倍率聚丙烯發泡材料，其可應用于汽車、建筑、高檔電子包裝、食品包裝等行業，并可部分替代聚乙烯、聚苯乙烯發泡材料。
背景技術：
聚丙烯發泡材料以其良好的力學性能、優良的耐熱性能及利于環境保護的性質， 是繼傳統的聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫及聚乙烯泡沫之后的新一代發泡材料，有廣闊的應用前景。通用聚丙烯材料可發性較差，其適宜發泡的粘度和溫度范圍較窄。因此，為提高聚丙烯材料的可發泡性能和加工穩定性，應該選擇具有較高的熔體拉伸張力和適宜的分子量分布的聚丙烯材料，并添加穩定劑等，以適應聚丙烯發泡的要求。美國專利US5，527，573采用嵌段共聚聚丙烯、無規共聚聚丙烯、傳統聚丙烯、高熔體強度聚丙烯的兩種或兩種以上聚合物的混合物為發泡體，通過單螺桿擠出機制備密度小于80kg/m3，閉孔率大于80%，孔徑范圍在50um 1500um的制品。但此專利方法未提及用于改善泡孔結構和穩定性的成核劑與活性劑的使用，其最高發泡倍率只有12倍左右，開孔結構為20%，孔徑大且不均勻，對發泡制品的綜合力學性能影響嚴重，不適用于汽車、高檔電子包裝、建筑等對發泡制品性能要求較高的領域。中國專利CN1765976提供了一種聚丙烯發泡預混料及其制備方法，涉及聚丙烯發泡材料。該發明采用乙烯含量為3. 5 6. 5wt%、分子量分布3. 0 9. 0的無規共聚聚丙烯及熔體流動速率為1 4g/10min、熔體拉伸張力為30cN 60cN的聚丙烯為基體樹脂，和有機化學發泡劑熔融共混得到發泡預混料。該預混料通過常規發泡后得到的發泡材料，其發泡倍率能達到7 12倍，其泡沫密度為75 U9kg/m3。但隨著市場發展，該發泡倍率聚丙烯材料已不能滿足汽車、包裝、建筑領域對材料節能及吸能、減震、緩沖等性能的更高要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種適用于高倍率發泡的聚丙烯組合物，該組合物的最大發泡倍率達到50倍，突破了現有技術12倍的最高發泡倍率。本發明組合物發泡制品密度在 18 100kg/m3可控，泡孔孔徑范圍在IOOum 300um，孔徑細密均勻，可應用于汽車、包裝、 建筑等對材料節能及吸能、減震、緩沖等性能有更高要求的領域。本發明的發泡用聚丙烯組合物主要包括100質量份分子量分布為3. 0 12. 0，熔體質量流動速率范圍在0. 1 5. Og/lOmin，熔體拉伸張力范圍在15cN 30cN的聚丙烯組分(A)、0. 2 2. 0質量份抗氧劑(B)、l 5質量份成核劑(C)和5 10質量份活性劑(D)。(A)所涉及的聚丙烯組分為丙烯的均聚物、丙烯和乙烯的共聚物、聚丙烯和聚乙烯的混合物、聚丙烯和聚乙烯和乙丙共聚物的混合物以及聚丙烯的化學改性產物中的一種或幾種。
(B)抗氧劑體系由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑組成，受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑的質量比是1 :0. 5 5。受阻酚抗氧劑選自四[甲基-β - (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和(2，4，6三氧代-1，3，5-三嗪-1，3-5 (2Η，4Η， 6Η)_三基)三乙烯基[三-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙烯酸脂。亞磷酸酯抗氧劑選自三(2，4- 二叔丁基)亞磷酸苯酯和季戊四醇雙亞磷酸二(2. 4- 二特丁基苯基)酯。( C)成核劑選自滑石粉、碳酸鈣、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鋁和苯甲酸鈉。(D)活性劑為單甘酯，優選為單十八(烷)酸丙三醇酯。添加物理發泡劑的高倍率擠出發泡過程，聚丙烯材料的分子量分布寬度、熔體流動速率、熔體拉伸張力是擠出加工性能和發泡效果影響的主要因素，本發明所采用的聚丙烯組分是丙烯的均聚物、丙烯和乙烯的共聚物、聚丙烯和聚乙烯的混合物、聚丙烯和聚乙烯和乙丙共聚物的混合物以及聚丙烯的化學改性產物中的一種或幾種，合適的分子量分布寬度和熔體流動速率保證材料的加工性能，合適的熔體伸張力保證發泡過程氣泡的成長和定型。加入抗氧劑體系，可以使制品具有長期熱氧穩定性和成型加工穩定性；加入成核劑體系，成核劑與熔體和氣體形成的液一固、液一汽界面可以作為氣泡成核的催化劑，降低氣泡成核的活化能，誘發異相成核，產生大量的氣泡核，對泡孔密度、泡孔尺寸和泡孔尺寸分布具有很大影響；加入活性劑體系，可以使發泡劑易于均勻分布在聚合物熔體中，起到均泡和穩泡的作用，同時起到抗收縮作用。本發明的有益效果
本發明獲得的發泡用聚丙烯組合物，以分子量分布為3. 0 12. 0、熔體流動速率范圍在0. 1 5. Og/lOmin、熔體拉伸張力范圍在15cN 30cN的聚丙烯組分為基礎樹脂，同時包含一定比例的成核劑和活性劑等改善發泡效果的助劑體系，組合物具有制備工藝簡單穩定、加工性能良好等特點，組合物的擠出高倍率發泡制品密度在18 100kg/m3可控，最大發泡倍率達到50倍，具有閉孔結構、泡孔尺寸細小均勻等特點。聚丙烯高倍率發泡制品具有優良的綜合力學性能、耐熱性好、環保易回收等特點，可以用于汽車、包裝、建筑等領域， 達到節能、環保等效果。
具體實施例方式對比例1
丙烯、乙烯共聚聚丙烯100份；
四[甲基-β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.5份； 三(2，4- 二叔丁基)亞磷酸苯酯0. 5份； 滑石粉2. 0份；
單十八(烷)酸丙三醇酯8.0份。對比例2: 均聚聚丙烯100份；
四[甲基-β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯1.0份； 三(2，4- 二叔丁基)亞磷酸苯酯1. 0份； 滑石粉5. 0份；單十八(烷)酸丙三醇酯10. 0份。實施例1
丙烯、乙烯共聚聚丙烯100份；
四[甲基-β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0. 1份； 三(2，4- 二叔丁基)亞磷酸苯酯0. 1份； 滑石粉1. 0份；
單十八(烷)酸丙三醇酯5.0份。實施例2:
丙烯、乙烯共聚聚丙烯100份；
四[甲基-β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.5份； 三(2，4- 二叔丁基)亞磷酸苯酯0. 5份； 滑石粉2. 0份；
單十八(烷)酸丙三醇酯8.0份。實施例3: 均聚聚丙烯100份；
四[甲基-β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯1.0份； 三(2，4- 二叔丁基)亞磷酸苯酯1. 0份； 滑石粉5. 0份；
單十八(烷)酸丙三醇酯10. 0份。實施例4: 均聚聚丙烯100份；
四[甲基-β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯0.2份； 三(2，4- 二叔丁基)亞磷酸苯酯0. 2份； 滑石粉2. 0份；
單十八(烷)酸丙三醇酯7.0份。本發明的聚丙烯組合物的制備方法如下
方法1 將聚丙烯組合物在雙輥密煉機中熔融混合，擠出造粒。加工溫度 1600C -230"C。方法2 將聚丙烯組合物在高速攪拌機中混合均勻后加入到雙螺桿擠出機熔融混合，擠出造粒。擠出溫度170°C _240°C，螺桿轉速150-300rpm。發泡樣品的制備方法
利用螺桿擠出機，采用丁烷、二氧化碳或氮氣作發泡劑，直接擠出發泡得到發泡聚丙烯片材樣品。上述對比例和實施例的聚丙烯組分及聚丙烯組合物發泡制品的性能參數見表1。表1、聚丙烯組分及聚丙烯組合物發泡制品的性能
權利要求
1.一種發泡用聚丙烯組合物，其特征在于包括(A)分子量分布為3. 0-12. 0、熔體質量流動速率為0. 1-5. Og/lOmin、熔體拉伸張力為15cN-30cN的聚丙烯組分作為基體樹脂，(B) 抗氧劑，(C)成核劑，以及(D)活性劑。
2.根據權利要求1的發泡用聚丙烯組合物，其中包括100質量份的(A)，0.2-2. 0質量份的(B)，1-5質量份的(C)，以及5-10質量份的(D)0
3.根據權利要求1或2的發泡用聚丙烯組合物，其中聚丙烯組分(A)為丙烯的均聚物、 丙烯和乙烯的共聚物、聚丙烯和聚乙烯的混合物、聚丙烯和聚乙烯和乙丙共聚物的混合物以及聚丙烯的化學改性產物中的一種或幾種。
4.根據權利要求1或2的發泡用聚丙烯組合物，其中抗氧劑(B)由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑組成。
5.根據權利要求4的發泡用聚丙烯組合物，其中受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑的質量比是1 :0. 5 5。
6.根據權利要求5的發泡用聚丙烯組合物，其中受阻酚抗氧劑選自四[甲基-β-(3， 5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和(2，4，6三氧代-1，3，5-三嗪-1，3-5(2H， 4H，6H)_三基)三乙烯基[三-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)]丙烯酸脂。
7.根據權利要求5的發泡用聚丙烯組合物，其中亞磷酸酯抗氧劑選自三(2，4_二叔丁基)亞磷酸苯酯和季戊四醇雙亞磷酸二(2. 4- 二特丁基苯基)酯。
8.根據權利要求1或2的發泡用聚丙烯組合物，其中成核劑(C)選自滑石粉、碳酸鈣、 硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鋁和苯甲酸鈉。
9.根據權利要求1或2的發泡用聚丙烯組合物，其中活性劑(D)為單甘酯。
10.根據權利要求9的發泡用聚丙烯組合物，其中單甘酯為單十八(烷)酸丙三醇酯。
全文摘要
本發明涉及一種發泡用聚丙烯組合物，其以聚丙烯組分作為基體材料，由受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑組成抗氧劑體系，滑石粉或碳酸鈣作為成核劑，單甘酯作為活性劑。本發明的組合物具有制備工藝簡單穩定、加工性能良好等特點，組合物的擠出高倍率發泡制品密度在18～100kg/m3可控，最大發泡倍率達到50倍，并具有閉孔結構、泡孔尺寸細小均勻等特點。聚丙烯高倍率發泡制品具有優良的綜合力學性能、吸能緩沖效果好、環保易回收等特點，可以用于汽車、高檔電子包裝、建筑等領域，達到節能、環保等效果。
文檔編號C08K13/02GK102250423SQ20111019127
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者左英飛, 景政紅, 王德鑫, 趙麗梅, 郭玉文 申請人:中國石油化工股份有限公司