一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，所述发泡板材或片材采用高熔体强度均聚聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得到：在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，两阶段反应中使用的外给电子体分别为硅烷类化合物和二醚类化合物。本发明以宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯为原料，实现聚丙烯原料的稳定化，使得发泡窗口有效扩大，工艺易于调整，可以制备出表面自结皮光滑，泡孔直径均匀，闭孔硬质结构，密度为0.2～0.9g/cm3、厚度为0.1～400mm的聚丙烯发泡板材或片材，可广泛应用于保温餐饮具、汽车内饰件、建筑模板、野营用品、装修材料夹层、产品减震包装等领域。
【专利说明】一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子领域，进一步地说，是涉及一种聚丙烯发泡板材或片材的制备 方法。
【背景技术】
[0002] 发泡材料主要包括发泡珠粒、发泡板材或片材等表观形式；发泡板材或片材广泛 用于容器、建筑材料、汽车零件和冲击能吸收材料等领域。
[0003] PP发泡板材主要采用挤出方法进行成型加工。挤出成型具有很高的生产效率，并 且容易实现自动化。早期的PP发泡板材多为采用交联工艺的两步挤出发泡成型方法所制 备。即将PP树脂与发泡剂、交联剂、成核剂等进行充分混合，然后在挤出机上挤出为板材， 随后将未发泡的PP板材进行交联，再在发泡炉中进行发泡成型，交联可以采用辐射交联和 化学交联两种方法，树脂在发泡之前的交联可以使其熔体粘度随着温度升高而降低的速度 变慢，从而在较宽的温度范围内具有适当的熔体粘度。这种方法将混料和发泡分开进行，挤 出机仅仅进行发泡组分的混合，且该方法得到的聚丙烯发泡材料由于交联不可重复利用， 对环境容易造成污染。中国专利CN201010134664. 9 (2010年3月26日申请）公开了一 种新型的高倍率交联发泡聚丙烯板材及其制备方法。该高倍率交联发泡聚丙烯板材包括 聚丙烯树脂、交联剂、抗老化剂和发泡剂母粒，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。但该方法是一种制备聚丙烯发泡材料的交联法，得到发泡聚丙烯不具有 可回收性，作为包装及汽车材料使用不可回收，将造成环境污染。类似专利还有中国专利 CN101081914A 及 CN1131277C。
[0004] 当发泡板材或片材用于建筑隔断，文件夹等用途时需要较高的力学性能，对模量 强度有更高的要求，普通均聚聚丙烯所得到的发泡板材无法满足这种要求；且其泡孔密度 低，不均匀，导致力学性能较差。此外，由于制备不同用途的发泡制品时需要在较宽的发泡 温度范围内对发泡倍率进行调整。故需要提供一种高泡孔密度，高力学性能，宽分子量分布 的高熔体强度聚丙烯发泡板材或片材的制备方法。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高熔体强度聚丙烯发泡板材或片 材的制备方法。得到了符合环保要求的可降解、泡孔均匀、闭孔率高、物理耐热性高、密度可 控、表面光滑、力学性能佳、生产成本低且适合规模化生产的聚丙烯发泡板材或片材。
[0006] 本发明提供一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，所述发泡板材或片材采用均 聚聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得 至IJ :在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，其中，在包括 第一外给电子体组分的齐格勒-纳塔催化剂存在下进行第一阶段丙烯均聚合反应，所得聚 合物的MFR控制为0. 01?0. 4g/10min ;在第一阶段反应生成物的基础上、在氢气和第二外 给电子体组分存在下继续进行第二阶段丙烯均聚合反应；合并两段所得聚合物得到所述均 聚聚丙烯，其MFR控制为0. 2?15g/10min ;且其中所述第一外给电子体为硅烷类化合物， 第二外给电子体为二醚类化合物。
[0007] 在基体树脂中添加发泡剂，可以生产聚丙烯发泡板材或片材。发泡剂可以是无机 发泡剂或有机发泡剂，无机发泡剂例如为空气、氮气、二氧化碳、氧气和水，有机发泡剂在一 定温度和压力下分解释放气体，在树脂等可发性材料中形成多孔的泡状结构。
[0008] 在上述制备方法中，优选地，所述硅烷类化合物为四个连接在硅原子上的有机基 团任选自烃基和烷氧基的化合物。更加优选地，所述硅烷类化合物为选自四甲氧基硅烷、正 丙基二乙氧基娃烧、异丁基二乙氧基娃烧、异丁基二甲氧基娃烧、乙稀基二甲氧基娃烧、正 丙基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧 基娃烧、-甲基-乙氧基娃烧、-异丁基-甲氧基娃烧、甲基环己基-甲氧基娃烧、甲基异 丁基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和二环戊基二甲氧基硅烷 中的一种或多种。
[0009] 本发明中，优选地，所述二醚类化合物为1，3-二醚类化合物，其结构通式为：
[0010]
【权利要求】
1. 一种聚丙烯发泡板材或片材的制备方法，其特征在于，所述发泡板材或片材采用均 聚聚丙烯为基体树脂，采用发泡剂发泡制得；其中，所述均聚聚丙烯采用如下方法制备得 至IJ :在两个或以上串联操作的反应器中，进行两阶段或以上丙烯均聚合反应，其中，在包括 第一外给电子体组分的齐格勒-纳塔催化剂存在下进行第一阶段丙烯均聚合反应，所得聚 合物的MFR控制为0. 01?0. 4g/10min ;在第一阶段反应生成物的基础上、在氢气和第二外 给电子体组分存在下继续进行第二阶段丙烯均聚合反应；合并两段所得聚合物得到所述均 聚聚丙烯，其MFR控制为0. 2?15g/10min ;且其中所述第一外给电子体为硅烷类化合物， 第二外给电子体为二醚类化合物。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷类化合物为四个连接在硅原子 上的有机基团任选自烃基和烷氧基的化合物；优选所述硅烷类化合物为选自四甲氧基硅 烧、正丙基二乙氧基娃烧、异丁基二乙氧基娃烧、异丁基二甲氧基娃烧、乙稀基二甲氧基娃 烧、正丙基二甲氧基娃烧、四乙氧基娃烧、二甲基甲氧基娃烧、二甲基乙氧基娃烧、-甲基- 甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、甲基环己基二甲氧基硅烷、甲 基异丁基-甲氧基娃烧、-环己基_甲氧基娃烧、苯基二甲氧基娃烧和_环戊基_甲氧基 硅烷中的一种或多种。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二醚类化合物为1，3-二醚类化合物， 其结构通式为：
其中，札和R2相同或者不同，优选札和R2均为C1?C20的直链烷基；R3?R 8彼此相 同或者不同，选自氢、卤原子、直链或支链的C1?C20烷基、C3?C20环烷基、C6?C20芳 基、C7?C20烷芳基、C7?C20芳烷基中的一种，R 3?R8的基团间可键连成环。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二醚类化合物为选自2, 2-二异丁 基-1，3_二甲氧基丙烧、2, 2_苯基_1，3_二甲氧基丙烧、2, 2_苯甲基_1，3_二甲氧基丙烧、 2-异丙基-2-异戊基-1，3-二甲氧基丙烧、2, 2-双(环己甲基）-1，3-二甲氧基丙烧、2-异 丙基_2_3, 7-二甲半基-二甲氧基丙烧、2, 2-异丙基-1，3-二甲氧基丙烧、2-异丙基_2_环 己甲基-1，3_二甲氧基丙烧、2, 2_二异丁基_1，3_二乙氧基丙烧、2, 2_二异丁基_1，3_二 丙氧基丙烧、异丙基-2_异戊基-1，3-二乙氧基丙烧、2-异丙基_2_异戊基-1，3-二丙 氧基丙烷和2, 2-双(环己甲基）-1，3-二乙氧基丙烷中的一种或多种。
5. 根据权利要求1?4中任意一项所述的方法，其特征在于，在第一阶段丙烯均聚合前 所述第一外给电子体参与丙烯预聚合。
6. 根据权利要求1?4中任意一项所述的方法，其特征在于，在第二阶段丙烯均聚合前 所述第二外给电子体参与预混合。
7. 根据权利要求1?4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述发泡剂为有机化学发 泡剂；且所述聚丙烯发泡板材或片材的制备方法为：将基体树脂均聚聚丙烯、有机化学发 泡剂、泡孔控制剂和任选的添加剂在150?280°C下熔融共混、挤出和发泡制得所述聚丙烯 发泡板材或片材。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机化学发泡剂选自偶氮类发泡剂、 亚硝基类发泡剂和酰肼类发泡剂；所述泡孔控制剂为滑石粉、氢氧化铝、二氧化硅、沸石和 硼砂中的一种或多种，所述添加剂包括抗氧剂、助抗氧剂、吸酸剂、润滑剂和颜料中的一种 或多种；相应于100重量份的均聚聚丙烯；有机发泡剂为1?15重量份，优选5?7重量 份；泡孔控制剂的用量为5?20重量份，优选5?15重量份。
9. 根据权利要求1?4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述发泡剂为无机气体发 泡剂；且所述聚丙烯发泡板材或片材的制备方法为：将基体树脂均聚聚丙烯、无机气体发 泡剂、泡孔控制剂和任选的添加剂置于带有气体注入装置的发泡专用挤出机，在该挤出机 中共混、挤出和发泡制得所述聚丙烯发泡板材或片材。
10. -种如权利要求1?9中任意一项所述方法制备得到的聚丙烯发泡板材或片材。
【文档编号】C08F4/649GK104250326SQ201310268046
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】郭鹏, 吕明福, 张师军, 毕福勇, 徐凯, 吕芸, 邵静波 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院