专利名称：：高倍率交联发泡聚丙烯片材及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及新型的高倍率交联发泡聚丙烯片材(IXPP)及其制备方法。
背景技术：
：高倍率交联发泡聚丙烯片材(IXPP)在国外的应用已经有了40年的历史，目前在国内该产品仍是空白，主要依赖于进口。由于良好的热焊接性，高倍率交联发泡聚丙烯片材可用于汽车顶棚；并且，其热加工性能好，可用在控制箱和防震板的构建中。另外，高倍率交联发泡聚丙烯片材还可以制备方向盘、行李舱内衬及空调机的蒸汽阻隔板、测护板、门内板、吸能保护垫、缓冲垫、头枕等。在需要较高工作温度的领域，如遮阳板、仪表的保温板及车门间温度易升高的地方，使用高倍率交联发泡聚丙烯片材更有利。目前市场上进口的高倍率交联发泡聚丙烯片材在高档汽车上主要用作衬材和阻尼材料。随着我国汽车工业的发展，汽车业将是高倍率交联发泡聚丙烯片材的一个重要领域。利用其保温效果好和耐高温的特点，地板辐射采暖的隔热层也是其一个重要的应用领域。高倍率交联发泡聚丙烯片材作为热绝缘材料，可以用于90120°C热载体循环蓄电池的隔热材料、发动机室和车间的隔热材料、太阳能热水器、暖气管的保温套等领域。随着我国经济的发展，高倍率交联发泡聚丙烯片材在车船、轻轨和高铁内饰；航空航天；包装行业；文体器材以及建筑业等方面都会得到广泛的应用。由于聚丙烯熔融时粘度会急剧下降，熔体强度非常低，难以进行发泡成型。由此，通常采用交联工艺来提高体系的熔融粘度，来制备发泡聚丙烯。以往主要采用化学交联工艺来制备发泡聚丙烯。例如日本专利特开昭61-143449中公开了一种制备方法先将聚丙烯树脂和有机过氧化物熔融混炼，得到部分交联的聚丙烯树脂；然后将部分交联的聚丙烯或其混合物与挥发性发泡剂混合，送入挤出机进行挤出发泡。但是，这种方法工艺上比较复杂，难以对其进行控制。近来有些企业开始采用辐照交联工艺来制备发泡聚丙烯，但是无论是发泡倍率还是材料的力学性能(如拉伸强度、断裂伸长率等)都难以满足目前的市场需要，存在较大的改善空间。
发明内容鉴于上述现有问题，本发明旨在提供一种新型的高倍率交联发泡聚丙烯片材及其制备方法。本发明提供的高倍率交联发泡聚丙烯片材包括聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，这四种成分间的重量百分比关系为聚丙烯树脂6080%交联剂510%抗老化剂110%。发泡剂1030%。优选地，上述交联剂为丙烯酸异辛酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二季戊四醇六丙烯酸酯。优选地，上述发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)、N,N-二亚硝基五次甲基四胺(BN)、对甲苯磺酰胺基尿。另外，本发明提供一种高倍率交联发泡聚丙烯片材的制备方法，包括下述步骤(a)将聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂混合均勻，在高温(200240°C)下制备聚丙烯混合物料；(b)将发泡剂制备成发泡剂母粒；(c)将聚丙烯混合物料和发泡剂母粒的共混物在高温(160200°C)挤出成型；(d)将成型材料进行辐照交联，辐照剂量为40IOOKGy；(e)将辐照好后的型材在高温(200260°C)下进行发泡，发泡时间为320分钟。本发明充分结合了材料性能和生产工艺的特点，利用辐照法克服了温度高于熔点后聚丙烯熔体强度迅速下降的趋势，制备出了性能优良的产品，使材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能均有明显的提高。具体实施例方式下面更详细地对本发明的高倍率交联发泡聚丙烯片材及其制备方法进行说明。本发明的高倍率交联发泡聚丙烯片材包括聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，这些成分间的重量百分比关系如下聚丙烯树脂6080%交联剂510%抗老化剂110%。发泡剂1030%。上述高倍率交联发泡聚丙烯片材中还可以添加适量的着色剂、引发剂等助剂。上述交联剂可以使用本领域常用的交联剂，可以是单官能、双官能或多官能的交联剂。例如可以使用丙烯酸异辛酯、1，6_己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二季戊四醇六丙烯酸酯等。该交联剂在上述四种成分中的重量百分比优选为6570%。聚丙烯材料在辐照交联过程中容易发生分解，并且在使用时受大气光氧的作用也会发生分解，因此本发明的高倍率交联发泡聚丙烯片材中添加了适量的抗老化剂，该抗老化剂可以使用本领域常用的具有抑制聚丙烯分解效果的物质。上述发泡剂可以使用本领域常用的发泡剂，分解温度在200260°C，优选在200230°C。例如可以使用偶氮二甲酰胺(AC)、N,N-二亚硝基五次甲基四胺(BN)、对甲苯磺酰胺基尿。该发泡剂在上述四种成分中的重量百分比优选为1520%。本发明的高倍率交联发泡聚丙烯片材通过包括下述步骤(a)(e)的制备方法制备(a)将聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂混合均勻，在高温(200-240°C)下制备聚丙烯混合物料，该高温优选200220°C；(b)将发泡剂制备成发泡剂母粒；(C)将聚丙烯混合物料和发泡剂母粒的共混物在高温下挤出成型，该挤出成型可以通过开炼机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机来进行；(d)将成型材料进行辐照交联，辐照剂量为40lOOKGy，优选60SOKGy；(e)将辐照好后的型材在高温(200-260°C)下进行发泡，发泡时间为320分钟，优选510分钟。下面通过实施例更具体地说明本发明。实施例1首先，取市售的F型聚丙烯(齐鲁石化PP粉料)1000克，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(东方化工厂)100克，氧化锌(石家庄冀鑫锌业有限公司)5克，抗老化剂(天津化工厂，型号1010)2克混合均勻，然后利用双螺杆挤出机(WP公司制造、型号ZSK-25WLE)制备聚丙烯共混物料，挤出各段的温度分别为160°C、180°C、220°C、220°C、220°C、220°C。随后，与由发泡剂制成的发泡剂母粒(北京化工大学制，型号AC-1)200克均勻混合后在双螺杆挤出机和三辊压延机后上制片。接着，取长IOOmmX宽60mmX厚2mm的片材在电子加速器(中国原子能研究院)上进行辐照交联，辐照剂量分别为60KGy，辐照后热处理24小时，然后放入220°C的烘箱中进行发泡，时间为6分钟，得到发泡倍率为15倍、厚度为3mm的聚丙烯发泡片材。实施例2除了将实施例1中的辐照剂量改为80KGy、发泡时间改为8分钟以外，与实施例1同样地制备聚丙烯发泡片材，得到发泡倍率为18倍、厚度为3.4mm厚的聚丙烯发泡片材。实施例3除了将实施例1中的辐照剂量改为lOOKGy、发泡时间改为10分钟以外，与实施例1同样地制备聚丙烯发泡片材，得到发泡倍率为20倍、厚度为4.2mm厚的聚丙烯发泡片材。实施例4除了使用辐照源使用钴源(北京师范大学物理学院)、在氮气的保护下进行辐照以外，与实施例1同样地制备聚丙烯发泡片材，得到发泡倍率为16.3倍、厚度为3.2mm厚的聚丙烯发泡片材。实施例5首先，取市售的M型聚丙烯(天津石化PP粉料)800克，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(东方化工厂)90克，氧化锌(石家庄冀鑫锌业有限公司)6克，抗老化剂(天津化工厂)3克混合均勻，然后利用双螺杆挤出机(WP公司制造、型号ZSK-25WLE)制备聚丙烯共混物料，挤出各段的温度分别为160°C、180°C、220°C、220°C、220°C、220°C。随后，与由发泡剂制成的发泡剂母粒(北京化工大学制，型号AC_1)200克均勻混合后在双螺杆挤出机和三辊压延机后上制片。接着，取长IOOmmX宽60mmX厚2mm的片材在电子加速器(中国原子能研究院)上进行辐照交联，辐照剂量分别为60KGy，辐照后热处理24小时后，放入230°C的烘箱中进行发泡，时间为6分钟，得到发泡倍率为15.4倍、厚度为3.15mm厚的聚丙烯发泡片材。针对上述实施例15中制备的聚丙烯发泡片材测定了密度、拉伸强度、断裂伸长率和导热系数等性能参数，与燕山石化制备出的高发泡聚丙烯(国内外聚丙烯发泡材料的发展概况，贾秀峰、马懿、孙颜文等，化工新型材料，2001，8，1-4.)进行了对比，结果表示在下述表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从上述表1可知，本发明的高倍率交联发泡聚丙烯片材相对于燕山石化制备的高发泡聚丙烯在发泡倍率、拉伸强度和断裂伸长率等方面都取得了明显的改善，可以适宜地应用于车船、轻轨和高铁内饰；航空航天；包装行业；文体器材以及建筑业等方面。权利要求一种高倍率交联发泡聚丙烯片材，包括聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，这四种成分间的重量百分比关系为聚丙烯树脂60～80％交联剂5～10％抗老化剂1～10‰发泡剂10～30％。2.根据权利要求1所述的高倍率交联发泡聚丙烯片材，其中所述交联剂为丙烯酸异辛酯、1，6_己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯。3.根据权利要求1所述的高倍率交联发泡聚丙烯片材，其中所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、N，N-二亚硝基五次甲基四胺或对甲苯磺酰胺基尿。4.根据权利要求1所述的高倍率交联发泡聚丙烯片材，其中进一步包括着色剂、引发剂。5.根据权利要求1所述的高倍率交联发泡聚丙烯片材，其中所述聚丙烯树脂的重量百分比为6570%。6.根据权利要求1所述的高倍率交联发泡聚丙烯片材，其中所述发泡剂的重量百分比为1520%。7.一种高倍率交联发泡聚丙烯片材的制备方法，包括下述步骤(a)将聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂混合均勻，在200240°C下制备聚丙烯混合物料；(b)将发泡剂制备成发泡剂母粒；(c)将聚丙烯混合物料和发泡剂母粒的共混物在160200°C下挤出成型；(d)将成型材料进行辐照交联，辐照剂量为40IOOKGy；(e)将辐照好后的型材在200260°C下进行发泡，发泡时间为320分钟。8.根据权利要求7所述的高倍率交联发泡聚丙烯片材的制备方法，其中所述辐照剂量为6080KGy。9.根据权利要求7所述的高倍率交联发泡聚丙烯片材的制备方法，其中所述发泡时间为510分钟。全文摘要本发明一种新型的高倍率交联发泡聚丙烯片材及其制备方法。该高倍率交联发泡聚丙烯片材包括聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，这四种成分间的重量百分比关系为聚丙烯树脂60～80％，交联剂5～10％，抗老化剂1～10‰，发泡剂10～30％。本发明充分结合了材料性能和生产工艺的特点，利用辐照法克服了温度高于熔点后聚丙烯熔体强度迅速下降的趋势，制备出了性能优良的产品，使材料的拉伸强度、断裂伸长率等性能均有明显的提高。文档编号C08L23/12GK101805481SQ20101013466公开日2010年8月18日申请日期2010年3月26日优先权日2010年3月26日发明者钟果平申请人:钟果平