一種注塑級(jí)聚丙烯微孔發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種注塑級(jí)聚丙烯微孔發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法，更具體的是通過(guò) 添加微交聯(lián)聚丙烯和聚乙烯來(lái)改善泡孔結(jié)構(gòu)，采用碳酸氫鈉與硬脂酸的復(fù)合發(fā)泡劑來(lái)抑制 氣味的聚丙烯微孔發(fā)泡復(fù)合材料?？捎糜谄?chē)內(nèi)外飾配件、家用電器和包裝材料，屬于高分 子材料加工及改性技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯(PP)具有透明性好、質(zhì)量輕、耐熱性好、價(jià)格低、無(wú)毒、耐腐蝕性好、電絕緣 性優(yōu)良、加工性好等優(yōu)點(diǎn)，此外，較高的結(jié)晶度使其屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、表面硬度及彈性模 量都比較優(yōu)異，并有突出的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性和耐磨性。基于以上優(yōu)點(diǎn)，聚丙烯在汽車(chē)工 業(yè)、家用電器、電子、包裝、建材及家具等方面具有廣泛的應(yīng)用。
[0003] 隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，減重降本這一理念逐漸深入人心。而聚合物發(fā)泡材 料是在聚合物基體中通入一定量氣體，將制品的密度降低，從而可達(dá)到減重、降本的目的， 同時(shí)具有質(zhì)量輕、隔熱、隔音、比強(qiáng)度高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因此，聚合物發(fā)泡材料受到研究人 員廣泛的關(guān)注。鑒于PP的眾多優(yōu)點(diǎn)，PP發(fā)泡材料已經(jīng)被認(rèn)為是繼聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯 泡沫材料之后更具應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力的發(fā)泡材料。同時(shí)，近年來(lái)PP在汽車(chē)工業(yè)上的應(yīng)用 逐漸增加，PP微孔發(fā)泡的研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化具有重要意義。但是，普通PP屬于線性結(jié) 晶性聚合物，其熔融后粘度急速下降，特別是拉伸粘度，同時(shí)結(jié)晶過(guò)程中會(huì)釋放出大量的結(jié) 晶熱，使PP熔體粘度和強(qiáng)度進(jìn)一步下降，造成PP發(fā)泡時(shí)泡孔壁很容易破裂，泡孔內(nèi)的氣體會(huì) 迅速逃逸到聚合物基體外，造成泡孔塌陷，以致難以形成優(yōu)良的泡孔結(jié)構(gòu)。因此，為了獲得 高質(zhì)量的PP微孔發(fā)泡材料，必須對(duì)其改性以提高其熔體強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種注塑級(jí)聚丙烯微孔發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法，以解決 現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種注塑級(jí)聚丙烯微孔發(fā)泡復(fù)合材料，按重量百分比計(jì)，其組成和配比為：
[0007] 聚丙烯復(fù)合材料90~99.9%，
[0008] 發(fā)泡劑 0.1 ~10%，
[0009] 其中，所述的聚丙烯復(fù)合材料按以下重量百分比的原料配制而成：
[0010] 常規(guī)聚丙烯42~95%，
[0011] 微交聯(lián)聚丙稀0.1~15%，
[0012] 聚乙烯 0.1 ~1〇%，
[0013] 滑石粉填料〇.1~25%，
[0014] 增韌劑 0.1 ~15%，
[0015] 抗氧劑0.1~5%，
[0016] 其他助劑0~3%。
[0017] 所述的發(fā)泡劑為碳酸氫鈉與硬脂酸配制的復(fù)合發(fā)泡劑，市售可得。
[0018] 所述的常規(guī)聚丙烯為230°C，2.16kg的測(cè)試條件下，熔融指數(shù)在1~100g/10min之 間的共聚聚丙烯。
[0019] 所述的微交聯(lián)聚丙烯，在230°C，2.16kg的測(cè)試條件下，熔融指數(shù)在0.5~5g/10min 之間。
[0020] 所述的聚乙烯為高密度聚乙烯，在190°C，2.16kg的測(cè)試條件下，熔融指數(shù)在1~ 30g/10min之間，優(yōu)選為5~20g/10min之間。
[0021 ]所述的滑石粉填料其粒徑小于20微米，優(yōu)選在1~10微米之間。
[0022]所述的增韌劑為乙烯/辛烯共聚物P0E，在190°C，2.16kg的測(cè)試條件下，熔融指數(shù) 在0 · 5~30g/10min之間，密度在0 · 86~0 · 92g/cm3之間。
[0023]所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑； 輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑。
[0024] 所述的主抗氧劑為3,5_二叔丁基-4-羥基芐基磷酸二乙酯（3114)、四[β-(3,5-二 叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010)和硫代二丙酸十八酯(DSTP)中的一種或幾 種;所述的輔抗氧劑為二亞磷酸季戊四醇二硬脂醇酯（618)或三(2,4_二叔丁基苯基）亞磷 酸酯（168)。
[0025] 上述注塑級(jí)聚丙烯微孔發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：
[0026] (1)根據(jù)權(quán)利要求1所述的比例稱取常規(guī)聚丙烯，微交聯(lián)聚丙烯，聚乙烯，滑石粉填 料，增韌劑，抗氧劑及其他助劑，并在高速混合機(jī)中混合2~5min。
[0027] (2)將步驟（1)中均勻的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出機(jī) 各段溫度如下:一區(qū)190~200°C，二區(qū)210~220°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)210~220°C，五區(qū) 215~225°C，六區(qū)215~225°C，七區(qū)215~225°C，機(jī)頭溫度210~220C，壓力12~18MPa，物料 在擠出機(jī)中停留1~2min。
[0028] (3)將90~99.9wt%的聚丙烯復(fù)合材料與0.1~10wt%的發(fā)泡劑混合均勻后，采用 二次開(kāi)模技術(shù)，由注塑機(jī)進(jìn)行微孔注塑發(fā)泡成型，注塑機(jī)各段溫度如下：一區(qū)170~180°C， 二區(qū)200~210°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)200~210°C，五區(qū) 170~180°C。
[0029] 本發(fā)明通過(guò)添加微交聯(lián)聚丙烯和聚乙烯來(lái)提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度及發(fā)泡性能，從 而改善泡孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)以碳酸氫鈉與硬脂酸的復(fù)合物為發(fā)泡劑，避免了所得制品產(chǎn)生不良 的氣味。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明可通過(guò)下面優(yōu)選方案做進(jìn)一步的闡述，但這些實(shí)施例僅在于舉例說(shuō)明，不 對(duì)本發(fā)明的范圍做出界定。
[0031] 在實(shí)施例和對(duì)比例的復(fù)合材料配方中，所用常規(guī)聚丙烯為韓國(guó)SK化學(xué)提供的共聚 聚丙烯，商品牌號(hào)為BX3920。微交聯(lián)聚丙烯由北歐化工提供，商品牌號(hào)為WB140HMS。高密度 聚乙烯由福建煉化提供，商品牌號(hào)HDPE 8008。增韌劑Ρ0Ε由三井化學(xué)提供，商品牌號(hào)為 DF8200。主抗氧劑為BASF提供的3114，商品牌號(hào)為IrganoX 3114及英國(guó)ICE公司提供的 DSTP，商品牌號(hào)為Negonox DSTP。輔助抗氧劑為BASF提供的168,商品牌號(hào)為Igrafos 168。 改性碳酸氫鈉類發(fā)泡劑由上海杰上杰提供，商品牌號(hào)為PP2158S。
[0032] 實(shí)施例1
[0033]將61.4份常規(guī)聚丙烯，2份微交聯(lián)聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韌劑Ρ0Ε，0.15份抗氧劑3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合機(jī)中混合2 ~5min，待混合均勻后，將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出機(jī)各段溫 度如下：一區(qū)190~200°C，二區(qū)210~220°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)210~220°C，五區(qū)215~ 225°C，六區(qū)215~225°C，七區(qū)215~225°C，機(jī)頭溫度210~220°C，壓力12~18MPa，物料在擠 出機(jī)中停留1~2min。由此制得熔體強(qiáng)度較高的聚丙烯復(fù)合材料。
[0034] 將98份聚丙烯復(fù)合材料與2份復(fù)合發(fā)泡劑混合均勻后，采用二次開(kāi)模技術(shù)，由注塑 機(jī)進(jìn)行微孔注塑發(fā)泡成型，注塑機(jī)各段溫度如下：一區(qū)170~180°C，二區(qū)200~210°C，三區(qū) 210~220°C，四區(qū)200~210°C，五區(qū)170~180°C。由此制得聚丙烯微孔發(fā)泡材料。
[0035] 實(shí)施例2
[0036]將59.4份常規(guī)聚丙烯，4份微交聯(lián)聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韌劑Ρ0Ε，0.15份抗氧劑3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合機(jī)中混合2 ~5min，待混合均勻后，將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出機(jī)各段溫 度如下：一區(qū)190~200°C，二區(qū)210~220°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)210~220°C，五區(qū)215~ 225°C，六區(qū)215~225°C，七區(qū)215~225°C，機(jī)頭溫度210~220°C，壓力12~18MPa，物料在擠 出機(jī)中停留1~2min。由此制得熔體強(qiáng)度較高的聚丙烯復(fù)合材料。
[0037] 將98份聚丙烯復(fù)合材料與2份復(fù)合發(fā)泡劑混合均勻后，采用二次開(kāi)模技術(shù)，由注塑 機(jī)進(jìn)行微孔注塑發(fā)泡成型，注塑機(jī)各段溫度如下：一區(qū)170~180°C，二區(qū)200~210°C，三區(qū) 210~220°C，四區(qū)200~210°C，五區(qū)170~180°C。由此制得聚丙烯微孔發(fā)泡材料。
[0038] 實(shí)施例3
[0039] 將57.4份常規(guī)聚丙烯，6份微交聯(lián)聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韌劑Ρ0Ε，0.15份抗氧劑3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合機(jī)中混合2 ~5min，待混合均勻后，將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行熔融擠出造粒，擠出機(jī)各段溫 度如下：一區(qū)190~200°C，二區(qū)210~220°C，三區(qū)210~220°C，四區(qū)210~220°C，五區(qū)215~ 225°C，六區(qū)215~225°C，七區(qū)215~225°C，機(jī)頭溫度210~220°C，壓力12~18MPa，物料在擠 出機(jī)中停留1~2min。由此制得熔體強(qiáng)度較高的聚丙烯復(fù)合材料。
[0040] 將98份聚丙烯復(fù)合材料與2份復(fù)合發(fā)泡劑混合均勻后，采用二次開(kāi)模技術(shù)，由注塑 機(jī)進(jìn)行微孔注塑發(fā)泡成型，注塑機(jī)各段溫度如下：一區(qū)170~180°C，二區(qū)200~210°C，三區(qū) 210~220°C，四區(qū)200~210°C，五區(qū)170~180°C。由此制得聚丙烯微孔發(fā)泡材料。
[0041 ] 實(shí)施例4
[0042]將55.4份常規(guī)聚丙烯，8份微交聯(lián)聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韌劑Ρ0Ε，0.15份抗氧劑3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合機(jī)中混合2 ~5min，待混合均勻后，將混合物