一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 聚合物微孔發泡材料是特指泡孔尺寸小于100ym，孔密度大于1. OX 106個/cm3的 聚合物多孔發泡材料。在眾多的聚合物微孔發泡材料中，聚丙烯（PP)微孔發泡材料除了本 身質量輕，節約材料外，還具有良好的機械性能，較高的熱變形溫度，優異的耐化學性等特 性，泡孔互相獨立的閉孔型聚丙烯微孔發泡材料可應用于緩沖、減震、隔熱、浮力材料等領 域，而泡孔之間互相連通的開孔型聚丙烯微孔發泡材料則可應用于過濾、分離、吸音、透氣 等領域。
[0003] 聚丙烯微孔發泡材料可通過應用超臨界二氧化碳技術的固態發泡法制備，固態 發泡過程是指發泡溫度低于聚合物的流動溫度，聚合物處于可變形的固態條件下，使高壓 二氧化碳氣體溶解擴散進入聚合物基體，然后通過快速泄壓誘導泡孔成核和生長的發泡過 程，一般而言，在固態發泡過程中，無定形聚合物的發泡溫度高于其玻璃化轉變溫度，半結 晶聚合物的發泡溫度低于其熔點。
[0004] 中國專利CN102167840A公開了一種利用超臨界二氧化碳發泡技術制備聚丙烯微 孔發泡片材的方法，由于在低于聚丙烯熔點的發泡溫度下發泡，處于固態的聚丙烯基體自 身維持了較高的強度，在泡孔生長過程中泡孔互相獨立，不容易破裂連通，從而只能得到閉 孔性的聚丙烯微孔發泡材料。
[0005] 中國專利CN99806607. 9公開了一種聚丙烯泡沫片材的制備方法，雖然制得的聚 丙烯發泡材料開孔率最大可達70%，但由于泡孔尺寸較大，不屬于微孔發泡材料，其作為開 孔型材料應用時局限性較大。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題就是提供一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材及其生產方 法，解決現有開孔型聚丙烯微孔發泡片材加工困難的缺陷。
[0007] 為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種開孔型聚丙烯 微孔發泡片材，包括以下組分：1〇〇重量份的聚丙烯樹脂、50~100重量份的聚乙烯樹脂， 其中：所述聚丙烯樹脂的分子量分布值為10~30,所述聚乙烯樹脂的分子量分布值為5~ 15,所述聚丙烯樹脂和聚乙烯樹脂形成雙連續相的結構。
[0008] 優選的，包括以下組分：1〇〇重量份的聚丙烯樹脂、60重量份的聚乙烯樹脂，其中： 所述聚丙烯樹脂的分子量分布值為16,所述聚乙烯樹脂的分子量分布值為5。
[0009] 優選的，包括以下組分：1〇〇重量份的聚丙烯樹脂、80重量份的聚乙烯樹脂，其中， 所述聚丙烯樹脂的分子量分布值為19,所述聚乙烯樹脂的分子量分布值為7。
[0010] 優選的，包括以下組分：1〇〇重量份的聚丙烯樹脂、100重量份的聚乙烯樹脂，其 中，所述聚丙烯樹脂的分子量分布值為21，所述聚乙烯樹脂的分子量分布值為11。
[0011] 優選的，所述聚丙烯樹脂為高熔體聚丙烯或通用聚丙烯，所述聚乙烯樹脂為低密 度聚乙烯或高密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯。
[0012] 優選的，所述通用聚丙烯為等規聚丙烯或無規共聚聚丙烯。
[0013] 優選的，所述聚丙烯樹脂為高熔體聚丙烯與通用聚丙烯的混合物，高熔體聚丙烯 與通用聚丙烯的重量比為10~50 :50~90。
[0014] 優選的，所述通用聚丙烯為等規聚丙烯或無規共聚聚丙烯。
[0015] 一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材的生產方法，包括以下步驟：
[0016] a)原料混合：將聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂按比例吸入混料機，充分混合后吸入擠 出機料斗并進行烘干處理，烘干溫度為70~80°C;
[0017] b)塑化混合：將步驟a)烘干后的原料混合物通過雙螺桿擠出機塑化、混合，形成 雙連續相結構，雙螺桿擠出機中螺桿的溫度為180~240°C、模頭的溫度為160~170°C、主 機轉速為50~lOOrpm;
[0018] c)定型：將步驟b)形成的雙連續相結構的聚丙烯/聚乙烯共混物熔體通過片材 擠出模頭，在牽引機的拉力下通過冷卻定型機構冷卻成型；
[0019] d)切割：將步驟c)冷卻成型后的聚丙烯/聚乙烯共混物片材通過切割機進行切 害J，得到用于微孔發泡的聚丙烯/聚乙烯共混物實體基材；
[0020] e)施壓密封：將步驟d)切割后的聚丙烯/聚乙烯共混物實體基材放入耐高壓的 發泡容器中，外部施壓使發泡容器密封；
[0021] f)升溫：將發泡容器升溫至發泡溫度，發泡溫度為140~160°C ;
[0022] g)充二氧化碳氣體：將步驟f)處理后的發泡容器內充入超臨界二氧化碳氣體，氣 體壓力：8~25MPa ;
[0023]h)微孔發泡：將步驟g)保持充氣30~150min后，快速釋放發泡容器內的二氧化 碳氣體，誘導泡孔成核、生長、定型，形成開孔型聚丙烯微孔發泡材料。
[0024] 綜上所述，本發明的優點：連續相的聚乙烯的主要作用是當聚丙烯在其適合的發 泡溫度進行固態發泡時，由于聚丙烯的發泡溫度遠高于聚乙烯的熔點，此時聚乙烯完全熔 融，熔體強度較低，溶解在聚乙烯相內的發泡氣體在發泡膨脹過程中使聚乙烯相形成的泡 孔完全連通，連通的聚乙烯相內的泡孔穿過聚丙烯相形成的泡孔壁，從而導致聚丙烯微孔 發泡材料的開孔結構。
[0025] 由于聚丙烯的發泡溫度遠高于聚乙烯的熔點，在聚丙烯的發泡溫度下，聚乙烯相 內容易形成開孔結構，固態發泡中發泡溫度低于聚丙烯的熔點，使得實體基材內的雙連續 相結構在發泡過程中得以保持，同時在固態發泡過程中材料內部的孔徑可由發泡溫度和超 臨界二氧化碳氣體壓力控制，容易調控，超臨界二氧化碳氣體在聚丙烯的發泡溫度下溶解 速率快，飽和時間短，生產效率高。
【附圖說明】
[0026] 下面結合附圖對本發明作進一步說明：
[0027] 圖1為實施例一的內部泡孔形態的掃描電鏡圖；
[0028] 圖2為實施例二的內部泡孔形態的掃描電鏡圖；
[0029] 圖3為實施例三的內部泡孔形態的掃描電鏡圖；
[0030] 圖4為實施例四的內部泡孔形態的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0031] 實施例一：
[0032] 如圖1所示，一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材，包括以下組分：100重量份的聚丙 烯樹脂、60重量份的聚乙烯樹脂，其中：所述聚丙烯樹脂采用分子量分布值為16的等規聚 丙烯，所述聚乙烯樹脂采用分子量分布值為5的低密度聚乙烯。
[0033] 如上所述的一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材所采用的生產方法，包括以下步驟：
[0034] a)原料混合：將聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂按比例吸入混料機，充分混合后吸入擠 出機料斗并進行烘干處理，烘干溫度為80°C ;
[0035] b)塑化混合：將步驟a)烘干后的原料混合物通過雙螺桿擠出機塑化、混合，形 成雙連續相結構，雙螺桿擠出機中螺桿的溫度為190 °C、模頭的溫度為165°C、主機轉速為 60rpm ；
[0036] c)定型：將步驟b)形成的雙連續相結構的聚丙烯/聚乙烯共混物熔體通過片材 擠出模頭，在牽引機的拉力下通過冷卻定型機構冷卻成型；
[0037] d)切割：將步驟c)冷卻成型后的聚丙烯/聚乙烯共混物片材通過切割機進行切 害J，得到用于微孔發泡的聚丙烯/聚乙烯共混物實體基材；
[0038] e)施壓密封：將步驟d)切割后的聚丙烯/聚乙烯共混物實體基材放入耐高壓的 發泡容器中，外部施壓使發泡容器密封；
[0039] f)升溫：將發泡容器升溫至發泡溫度，發泡溫度為145°C ;
[0040] g)充二氧化碳氣體：將步驟f)處理后的發泡容器內充入超臨界二氧化碳氣體，氣 體壓力：15MPa ;
[0041] h)微孔發泡：將步驟g)保持充氣40min后，快速釋放發泡容器內的二氧化碳氣 體，誘導泡孔成核、生長、定型，形成開孔型聚丙烯微孔發泡材料。
[0042] 實施例二：
[0043] 如圖2所示，一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材，包括以下組分：100重量份的聚丙 烯樹脂、80重量份的聚乙烯樹脂，其中，所述聚丙烯樹脂采用分子量分布值為19的無規共 聚聚丙烯，所述聚乙烯樹脂采用分子量分布值為7的高密度聚乙烯。
[0044] 如上所述的一種開孔型聚丙烯微孔發泡片材所采用的生產方法，包括以下步驟：
[0045] a)原料混合：將聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂按比例吸入混料機，充分混合后吸入擠 出機料斗并進行烘干處理，烘干溫度為80°C ;
[0046] b)塑化混合：將步驟a)烘干后的原料混合物通過雙螺桿擠出機塑化、混合，形 成雙連續相結構，雙螺桿擠出機中螺桿的溫度為200°C、模頭的溫度為170°C、主機轉速為 70rpm ；
[0047] c)定型：將步驟b)形成的雙連續相結構的聚丙烯/聚乙烯共混物熔體通過片材 擠出模頭，在牽引機的拉力下通過冷卻定型機構冷卻成型；
[0048] d)切割：將步驟c)冷卻成型后的聚丙烯/聚乙烯共混物片材通過切割機進行切 害J，得到用于微孔發泡的聚丙烯/聚乙烯共混物實體基材；
[0049] e)施壓密封：將步驟d)切割后的聚丙烯/聚乙烯共混物實體基材放入耐高壓的 發泡容器中，外部施壓使發泡容器密封；
[0050] f)升溫：將發泡容器升溫至發泡溫度，發泡溫度為147°C ;
[0051] g)充二氧化