本发明涉及聚丙烯发泡片材，具体地指一种聚丙烯发泡片材及其制备方法。
背景技术：
：聚丙烯发泡片材相比于其他聚烯烃具有更大的刚度、比聚乙烯具有更高的强度，更优异的耐温性能，比聚苯乙烯具有更好的冲击韧性，已经被认为是作为工业应用中的其他热塑性发泡片材的替代物。但是聚丙烯具有一些严重缺陷，限制了其用于制备发泡片材的用途。特别是多种常规聚丙烯具有低熔体强度和/或低熔体延伸性，同时存在聚丙烯基础树脂的降解改性及多种聚台物的捏合所导致的聚合物力学性能下降，并使加工成本上升等问题，限制了在发泡工业技术的应用。技术实现要素：本发明目的是解决上述问题，提供了一种聚丙烯发泡片材及其制备方法，使其在高温条件下，仍具有较高的机械性能和优异的发泡加工性。为实现上述目的，本发明提供的一种聚丙烯发泡片材，所述发泡片材的原料按重量份数比计包括100份的聚烯烃树脂、1～20份的发泡剂、0.01～10份的助交联剂、0.15～2份的抗氧剂、0～3份色母粒、1～20份聚烯烃弹性体、0～10份三元乙丙橡胶；其中，聚烯烃树脂由50～99份的聚丙烯和1～50份的聚乙烯组成。再进一步地，所述聚烯烃树脂由72～99份的聚丙烯和1～28份的聚乙烯组成。再进一步地，所述聚丙烯熔体强度为10～200cN，熔融拉伸速率20～300mm/s。聚丙烯采用熔体强度测定仪，在特定的拉伸黏度下，测定聚合物熔融料的熔体张力，以最大张力来表征，(高熔体强度的聚丙烯的选择，两个重要的指标就是熔体强度和拉伸粘度。合适的熔体强度和熔融拉伸速率有利于泡孔生长时形成合适的气泡核。当聚丙烯熔体强度熔融拉伸速率较低时，在后期发泡环节时，产生的气体会冲破熔体的包覆，形成破孔、塌陷、甚至无法发泡等异常严重影响产品的品质，同时对于产品的物性性能，耐热尺寸稳定性都会有比较大影响。当丙烯熔体强度熔融拉伸速率较高时，阻碍泡孔生长并且发泡倍率降低。)再进一步地，所述聚乙烯树脂熔融指数为0.1～15g/10min，优选为0.1～2.5g/10min，更加优选0.5～2.5g/10min，测试条件(190℃/2.16KG/10min)；所述聚丙烯熔融指数为0.1～15g/10min，优选为0.8～5.0g/10min，更优选为0.8～3.0g/10min，测试条件(230℃/2.16KG/10min)。熔体流动速率为影响成型性和泡孔状态的值，当其太低时，阻碍泡孔生长并且发泡倍率降低，另外，存在很少的泡孔核形成并且未获得微细的泡孔。当其高时，阻碍在挤出成型期间垂伸的维持，发泡过程中对气体的包覆及后续成型加工变得有问题。再进一步地，所述发泡剂为偶氮类发泡剂、亚硝基类发泡剂或酰肼类发泡剂中的一种或几种；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二甲酸钡(BaAC)和偶氮二甲酸酯，二亚硝基五甲撑四胺(DPT)、N，N’-二亚硝基五亚甲基四胺、和三亚硝基三亚甲基三胺、4，4′-氧代双苯磺酰肼(OBSH)、甲苯磺酰氨基脲(TSSC)、三磷基三嗪(CTHT)和5-苯基四唑中的一种或几种；所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯和二甲基硅氧烷的一种或两种。再进一步地，所述发泡片材的原料按重量份数比计包括85～99份的聚丙烯、1～15份的聚乙烯、2～15份的发泡剂、0.01～5份的助交联剂、0.15～2份抗氧剂、0.5～3份色母粒，1～10份聚烯烃弹性体和1～5份三元乙丙橡胶。其中，发泡剂选自偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)、二亚硝基五甲撑四胺(DPT)和4，4′-氧代双苯磺酰肼(OBSH)；助交联剂选自三烯丙基异氰脲酸酯和/或二甲基硅氧烷；抗氧剂选用市面上的抗氧剂1010、抗氧剂1098或抗氧剂626。再进一步地，所述发泡片材的交联度为25％～65％，优选为30～55％，该交联度可通过配方设计，另一方面通过制备方法中辐照交联工艺的设计实现，此时IXPP泡棉具有较好的加工性，发泡状态也是最优秀的，同时也具有良好的物理机械性能，能够满足各种条件下的加工需要。本发明中的聚丙烯发泡片材还可以根据其目的和用途在不影响所得到的机械性能的优异效果的范围内适当选择公知的添加剂。该添加剂的实例包括发泡助剂、流变剂、润滑剂、收缩抑制剂、热稳定剂、耐光剂、耐候剂、金属灭活剂、UV吸收剂、光稳定剂、抗菌剂、防霉剂、增塑剂、阻燃剂、增粘剂、着色剂、防静电剂、张力改进剂和流动性改进剂。上述添加剂可单独使用，或可其两种或多种组合使用。本发明还提供了一种聚丙烯发泡片材的制备方法，包括以下步骤：1)按照上述发泡片材的原料按重量份数比称取、聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、助交联剂、抗氧剂和色母粒；2)将1～15份的聚丙烯、0.1～10份的聚乙烯和发泡剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒；3)将1～10份的聚丙烯、0.5～10份的聚乙烯和抗氧剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒；4)将1～10份的聚丙烯、0.1～10份的聚乙烯和助交联剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒；5)将0～15份的聚丙烯、0～10份的色母常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到色母母粒；6)将发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒、色母母粒与余量的聚丙烯和聚乙烯、聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶混合，并使用挤出机挤出成片，即得到发泡体基片；7)将发泡体基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选0.1-4.0MeV；辐照剂量为3-50兆拉德，控制交联度为25％-65％，得发泡体母片；8)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。作为用于混炼造粒、捏合、挤出的设备，可以列举高速混炼机、密闭式密炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、混合滚筒、连续捏合机和加压捏合机。这些设备中，考虑到经济性、处理效率等，优选使用连续熔融捏合设备如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和连续捏合机。可以组合地使用类型相同或不同的两个或更多个设备。然后对挤出的片材进行交联，优选使用电离辐射线进行照射，使构成该发泡片材的树脂交联。作为电离辐射线，可以使用电子束、X线、β线、γ线等。考虑到环保、处理效率等，优选通过电子加速器进行辐射交联，辐照剂量优选为3～50兆拉德。利用上述聚丙烯发泡片材制备的复合体，所述复合体由发泡片材层与基材层组成，所述发泡层为单层或多层，其材料为上述发泡片材制备，其厚度为0.5～30mm；所述基材层为PVC皮革、TPO皮革、硬质塑料板、地毯、毛毡、地板、无纺布中任意一种，厚度为2～10mm。复合方式可以采取热复合、胶粘剂复合。热复合方式没有特别限制，其实例包括：使用热辊的压制处理，激光照射处理，在热辊上的接触式熔融处理，和火焰处理。胶黏剂复合可以利用公知的形成方法来形成。例如可列举出：在规定部位或面上涂布粘合剂的方法(涂布方法)；在剥离衬垫等剥离薄膜上涂布粘合剂形成粘合层后，将该粘合层转印到规定部位或面上的方法(转印方法)等。此外，可以适当地利用公知的涂布方法(流延方法、辊涂机方法、逆转涂布机方法、刮刀方法等)。本发明的有益效果在于：1)本发明以高熔体强度聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶为基体树脂原料，选用辐照交联，交联度控制到25％～65％，优选30～55％，有利于发泡片材泡孔生长时形成合适的气泡核，具有较好的加工性，发泡状态也是最优秀的，实现在高温条件下具有良好的物理机械性能，能够满足各种条件下的加工需要，在120℃时，拉伸强度达到0.1～1.0Mpa，伸长率为500～1500％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.05～0.5％，拉伸成型比为0.5～1.5。2)本发明通过选取合适的高熔体强度聚丙烯与聚乙烯或者聚烯烃弹性体等树脂混合得到合适的熔体体系；3)PP泡沫与PE泡沫最大的优势就是耐热性好，本发明充分发挥PP泡沫的耐热优势，这一点是PE泡沫所不具有的。4)合适的配方体系，对PP泡沫的物性机械性能和高温环境下的机械性能的保持是非常关键的，能够满足各种高温、低温条件的加工需要。具体实施方式为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。实施例1聚丙烯发泡片材1组分及重量配比：聚丙烯熔体强度为20cN，熔融拉伸速率23mm/s，熔融指数为15g/10min，聚乙烯树脂熔融指数为15g/10min，发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)，助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯，抗氧剂为抗氧剂1010。聚丙烯发泡片材1的制备方法：1)发泡母粒的制备：将10份聚丙烯、2份聚乙烯，4份发泡剂常温下捏合15min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒。2)抗氧母粒的制备：将8份聚丙烯、2份聚乙烯、2份抗氧剂常温下捏合15min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒。3)敏化母粒的制备：将8份聚丙烯、2份聚乙烯、0.2份助交联剂常温下捏合15min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒。4)将步骤1～3)制备的发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒，59份聚丙烯、9份聚乙烯和15份聚烯烃弹性体加入到高速混合机中，常温下捏合2～20min，然后用挤出机挤出成片材。5)将挤制的片材进入到电子加速器进行辐射交联，辐照交联的电子能量选0.5MeV，辐照剂量为20兆拉德，控制交联度为25％，得发泡体母片。6)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。发泡片材1主要性能：在120℃时，拉伸强度达到0.7Mpa，伸长率为1300％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.07％，拉伸成型比为1.2。实施例2聚丙烯发泡片材2组分及重量配比：聚丙烯熔体强度为50cN、熔融拉伸速率110mm/s、聚乙烯树脂熔融指数为2.4/10min、聚丙烯熔融指数为5.0g/10min；发泡剂为二亚硝基五甲撑四胺(DPT)和4，4′—氧代双苯磺酰肼(OBSH)；助交联剂为二甲基硅氧烷；抗氧剂为抗氧剂1010。聚丙烯发泡片材2的制备方法：1)按照上述发泡片材的原料按重量份数比称取、聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、助交联剂、抗氧剂和色母粒；2)将15份的聚丙烯、0.4份的聚乙烯和发泡剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒；3)将1份的聚丙烯、1份的聚乙烯和抗氧剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒；4)将5份的聚丙烯、0.5份的聚乙烯和助交联剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒；5)将8份的聚丙烯、1份的聚乙烯和色母粒常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到色母母粒；6)将发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒、色母母粒与余量的聚丙烯和聚乙烯混合，并使用挤出机挤出成片，即得到发泡体基片；7)将发泡体基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选2MeV；辐照剂量为15兆拉德，控制交联度为29％，得发泡体母片；8)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。发泡片材2主要性能：在120℃时，拉伸强度达到0.9Mpa，伸长率为1420％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.08％，拉伸成型比为1.5。实施例3聚丙烯发泡片材3组分及重量配比：聚丙烯50份聚乙烯50份发泡剂20份助交联剂10份抗氧剂0.15份色母粒2份聚烯烃弹性体20份聚丙烯熔体强度为100cN，熔融拉伸速率100mm/s，熔融指数为3g/10min，聚乙烯树脂熔融指数为2.5g/10min，发泡剂为4，4′—氧代双苯磺酰肼(OBSH)，助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯，抗氧剂为抗氧剂1098。聚丙烯发泡片材3的制备方法：1)发泡母粒的制备：将15份聚丙烯、10份聚乙烯，20份发泡剂常温下捏合10min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒。2)抗氧母粒的制备：将4份聚丙烯、6份聚乙烯、0.15份抗氧剂常温下捏合13min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒。3)敏化母粒的制备：将10份聚丙烯、10份聚乙烯、10份助交联剂常温下捏合13min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒。4)色母母粒的制备：将5份聚丙烯、10份聚乙烯、2份色母粒常温下捏合13min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到色母母粒。5)将步骤1～4)制备的发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒、色母母粒，16份聚丙烯、14份聚乙烯、20份聚烯烃弹性体加入到高速混合机中，常温下捏合2～20min，然后用挤出机挤出成片材。6)将挤制的片材进入到电子加速器进行辐射交联，辐照交联的电子能量选2MeV，辐照剂量为32兆拉德，控制交联度为30％，得发泡体母片。7)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。发泡片材3主要性能：在120℃时，拉伸强度达到0.5Mpa，伸长率为1200％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.1％，拉伸成型比为1.0。。实施例4聚丙烯发泡片材4组分及重量配比：聚丙烯74份聚乙烯26份发泡剂1份助交联剂4份抗氧剂1份色母粒1.5份聚烯烃弹性体10份三元乙丙橡胶4份聚丙烯熔体强度为80cN，熔融拉伸速率50mm/s，熔融指数为5g/10min，聚乙烯树脂熔融指数为2g/10min，发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)和偶氮二异丁腈(AIBN)，助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯和二甲基硅氧烷，抗氧剂为抗氧剂1010。聚丙烯发泡片材4的制备方法：1)发泡母粒的制备：将1份聚丙烯、10份聚乙烯，1份发泡剂常温下捏合10min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒。2)抗氧母粒的制备：将5份聚丙烯、2份聚乙烯、1份抗氧剂常温下捏合13min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒。3)敏化母粒的制备：将10份聚丙烯、2份聚乙烯、4份助交联剂常温下捏合15min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒。4)色母母粒的制备：将5份聚丙烯、5份聚乙烯、1.5份色母粒常温下捏合14min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到色母母粒。5)将步骤1～4)制备的发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒、色母母粒，53份聚丙烯和7份聚乙烯加入到高速混合机中，常温下捏合2～20min，然后用挤出机挤出成片材。6)将挤制的片材进入到电子加速器进行辐射交联，辐照交联的电子能量选1.5MeV，辐照剂量为20兆拉德，控制交联度为40％，得发泡体母片。7)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。发泡片材4主要性能：在120℃时，拉伸强度达到0.8Mpa，伸长率为1400％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.09％，拉伸成型比为1.3。实施例5聚丙烯发泡片材5组分及重量配比：聚丙烯熔体强度为100cN、熔融拉伸速率180mm/s、聚乙烯树脂熔融指数为2.2g/10min、聚丙烯熔融指数为4.8g/10min。发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)和偶氮二异丁腈(AIBN)、助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯；抗氧剂为抗氧剂1010。聚丙烯发泡片材5的制备方法：1)按照上述发泡片材的原料按重量份数比称取、聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、助交联剂、抗氧剂和色母粒；2)将15份的聚丙烯、1份的聚乙烯和发泡剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒；3)将5份的聚丙烯、0.5份的聚乙烯和抗氧剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒；4)将8份的聚丙烯、0.5份的聚乙烯和助交联剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒；5)将10份的聚丙烯、1份的聚乙烯和色母粒常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到色母母粒；6)将发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒、色母母粒与余量的聚丙烯和聚乙烯混合，并使用挤出机挤出成片，即得到发泡体基片；7)将发泡体基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选3MeV；辐照剂量为30兆拉德，控制交联度为45％，得发泡体母片；8)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。发泡片材5主要性能：在120℃时，拉伸强度达到1.0Mpa，伸长率为1450％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.05％，拉伸成型比为1.5。实施例6聚丙烯发泡片材6组分及重量配比：聚丙烯99份聚乙烯1份发泡剂2份助交联剂0.01份抗氧剂2份色母粒0.5份聚烯烃弹性体1份三元乙丙橡胶5份聚丙烯熔体强度为20cN、熔融拉伸速率80mm/s、聚乙烯树脂熔融指数为2.8g/10min、聚丙烯熔融指数为7.8g/10min；发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)和二亚硝基五甲撑四胺(DPT)；助交联剂为二甲基硅氧烷；抗氧剂为抗氧剂1098。聚丙烯发泡片材6的制备方法：1)按照上述发泡片材的原料按重量份数比称取、聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、助交联剂、抗氧剂和色母粒；2)将1份的聚丙烯、0.1份的聚乙烯和发泡剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒；3)将8份的聚丙烯、0.2份的聚乙烯和抗氧剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒；4)将10份的聚丙烯、0.1份的聚乙烯和助交联剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒；5)将10份的聚丙烯、0.1份的聚乙烯和色母常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到色母母粒；6)将发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒、色母母粒与余量的聚丙烯和聚乙烯混合，并使用挤出机挤出成片，即得到发泡体基片；7)将发泡体基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选4MeV；辐照剂量为10兆拉德，控制交联度为55％，得发泡体母片；8)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。发泡片材6主要性能：在120℃时，拉伸强度达到0.9Mpa，伸长率为1400％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.07％，拉伸成型比为1.4。实施例7聚丙烯发泡片材7组分及重量配比：聚丙烯75份聚乙烯25份发泡剂3份助交联剂2份抗氧剂2份色母粒0.5份聚烯烃弹性体10份聚丙烯熔体强度为20cN、熔融拉伸速率80mm/s、聚乙烯树脂熔融指数为2.8g/10min、聚丙烯熔融指数为7.8g/10min；发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)、偶氮二异丁腈(AIBN)和二亚硝基五甲撑四胺(DPT)；助交联剂为二甲基硅氧烷；抗氧剂为抗氧剂1098。聚丙烯发泡片材7的制备方法：1)按照上述发泡片材的原料按重量份数比称取、聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、助交联剂、抗氧剂和色母粒；2)将10份的聚丙烯、6份的聚乙烯和发泡剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒；3)将8份的聚丙烯、2份的聚乙烯和抗氧剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到抗氧母粒；4)将10份的聚丙烯、3份的聚乙烯和助交联剂常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到敏化母粒；5)将10份的聚丙烯、3份的聚乙烯和色母常温下捏合2～20min，然后排入到挤出造粒机进行混炼、造粒得到色母母粒；6)将发泡母粒、抗氧母粒、敏化母粒、色母母粒与余量的聚丙烯和聚乙烯混合，并使用挤出机挤出成片，即得到发泡体基片；7)将发泡体基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选4MeV；辐照剂量为10兆拉德，控制交联度为43％，得发泡体母片；8)将发泡体母片自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。发泡片材7主要性能：在120℃时，拉伸强度达到0.8Mpa，伸长率为1410％，在130℃时，耐热尺寸变化率为0.07％，拉伸成型比为1.4。实施例1～7中，都具有较好的加工性，实现在高温条件下具有良好的物理机械性能，实施例5的效果最好。实施例8～14，除了对发泡片材增加基材层与实施例1～7同样地制备发泡片材。需要说明的是在实施例8～14中，对发泡后制备得到的片材表面热复合PVC皮革，PVC皮革厚度3mm，拓宽应用范围。实施例8～14中，都具有较好的加工性，实现在高温条件下具有良好的物理机械性能，实施例12的效果最好。其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。当前第1页1 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