原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡颗粒及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于发泡材料技术领域，具体涉及一种原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡 颗粒及其应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，特别是在汽车领域，人们迫切希望开发轻便且由高刚性的未交联聚丙烯 系树脂构成的发泡颗粒成型体，并正在使用高刚性的聚丙烯系树脂进行研宄。聚丙烯系树 脂存在熔点越高则刚性越高的倾向，所以一般采用增强聚丙烯系树脂的熔点来提高聚丙烯 系树脂的刚性。但是，为了使以高刚性的聚丙烯系树脂为基材树脂的发泡颗粒在模内成型， 需要较高的蒸汽压力，特别是当聚丙烯系树脂的熔点达到150°c以上时，聚丙烯系树脂为 基材树脂的发泡颗粒模内成型所必需的蒸汽压力超过了现有成型机的耐压性能，所以使用 现有的成型机难以施加足够的蒸汽压力，只能得到发泡颗粒彼此之间的熔合不充分的成型 体。因此，模内成型熔点为150°C以上的高刚性的聚丙烯系树脂发泡颗粒，需要能够耐受高 蒸汽压力的特殊成型装置，而且成型时使用的蒸汽量极大。
[0003] 原位微纤化作为一种重要的提高聚合物共混物力学性能的方法而受到广泛的关 注。原位微纤化共混物的制备方法主要有两种：
[0004] 1)熔融挤出-热拉伸-淬冷方法：将两种具有不同熔融温度且不相容的聚合物共 混挤出，在挤出物未冷却固化前对熔体进行热拉伸，使高熔点组分形成纤维，最后淬冷使纤 维保存下来；
[0005] 2)熔融挤出-固相拉伸-退火方法：将两种具有不同熔融温度且不相容的聚合物 共混挤出，然后对挤出物冷拉，使两种聚合物都取向，最后选择两组分熔点间的温度进行退 火，使作为基体的低熔点组分分子链解取向，而作为分散相的高熔点组分的取向态结构得 到保持。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是解决现有技术中为了提高聚丙烯系树脂发泡颗粒的刚性而导致 其模内成型压力高的技术问题，提供一种原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡颗粒及其应 用。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下。
[0008] 原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡颗粒，由原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒经分 散介质释放法制备而成；
[0009] 所述原位微纤化聚丙稀共混树脂颗粒为圆柱形结构，直径为0. 5mm-2mm，高度为直 径的1-2倍，原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒中含有基体树脂和成纤树脂，基体树脂为聚 丙烯系树脂，成纤树脂为熔融温度高于基体树脂的熔融温度，且与基体树脂不完全相容的 树脂，成纤树脂的质量百分数为1-30%，且以纤维状存在于原位微纤化聚丙烯共混树脂颗 粒内。
[0010] 优选的，所述原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒中还含有添加剂，所述添加剂为增 韧剂、抗氧剂、防紫外线剂、抗静电剂、阻燃剂、金属钝化剂、颜料、染料、成核剂、气泡调整剂 中的一种或多种的混合，基体树脂与添加剂的质量比为100: (〇. 1-30);更优选的，所述增 韧剂为PP-g-MA、POE-g-MA、PE-g-MA中的一种或多种的混合，所述气泡调整剂为硼酸锌、滑 石粉、碳酸钙、氢氧化铝中的一种或多种的混合。
[0011] 优选的，所述聚丙烯系树脂为乙烯-丙烯无规共聚物、丙烯-丁烯-1无规共聚物、 乙烯-丙烯-丁烯-1无规共聚物中的一种或多种的混合。
[0012] 优选的，所述成纤树脂的熔融温度比基体树脂的熔融温度高30°C以上；更优选 的，所述成纤树脂为尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二 醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯中的一种或多种的混合。
[0013] 优选的，所述原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒的制备方法为：将基体树脂和成纤 树脂加入挤出机中，以线状熔融共挤出，在挤出熔体未冷却固化前对熔体进行热拉伸，淬冷 后，切粒，得到原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒，当原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒中含有 添加剂时，将添加剂、基体树脂和成纤树脂一并加入挤出机中，以线状熔融共挤出，在挤出 熔体未冷却固化前对熔体进行热拉伸，淬冷后，切粒，得到原位微纤化聚丙烯共混树脂颗 粒。
[0014] 上述原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡颗粒的应用，是将原位微纤化聚丙烯系树 脂复合发泡颗粒置于模具中，模内成型，得到发泡成型体，所述所述模内成型的压力与对应 的基体树脂的发泡颗粒模内成型的压力相同。
[0015] 优选的，所述模内成型的压力为0· 28-0. 46MPa(G)。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0017] 1、本发明的原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡颗粒，由于加入了成纤树脂形成了 原位微纤化混合物，避免了为增加刚性而采用高熔点的聚丙烯系树脂，保证了发泡颗粒相 互间的融合性优异，且具有较高的刚性；
[0018] 2、本发明的原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒采用熔融挤出-热拉伸-淬冷工艺制 备，简单连续，不需要后处理，易于控制形态，生产效率高，可实现自动化生产；
[0019] 3、本发明的原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡颗粒，由于发泡颗粒的熔点没有增 加，所以模内成型的压力可以与现有的聚丙烯系树脂发泡颗粒的模内成型的压力相同，可 以采用通用成型机成型，不增加制备的成本，得到的发泡成型体具有较高的刚性，50%压缩 时的压缩应力为450-790MPa，且表面光滑，适宜于各种包装材料、缓冲材料等。
【具体实施方式】
[0020] 为了进一步了解本发明，下面结合【具体实施方式】对本发明的优选实施方案进行描 述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利 要求的限制。
[0021] 原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡颗粒，由原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒经分 散介质释放法制备而成，按工业一般要求，该复合发泡颗粒的粒径一般为2mm-5mm。其中，原 位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒主要含有基体树脂和成纤树脂，还可以含有各类添加剂。原 位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒一般为圆柱形结构，直径为0. 5-2mm，高度为直径的1-2倍。 基体树脂为聚丙烯系树脂，成纤树脂的熔融温度高于基体树脂的熔融温度，一般比基体树 脂的熔融温度高30°C以上，且与基体树脂完全不相容或者部分相容，原位微纤化聚丙烯共 混树脂颗粒中，成纤树脂的质量占原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒总质量的1-30%，且沿 原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒的对称中心轴呈纤维状分布。该复合发泡颗粒能够在共混 树脂颗粒中的基体树脂的发泡颗粒的模内成型压力下进行模内成型，不需要提高压力，一 般模内成型压力为〇· 28-0. 46MPa(G)。
[0022] 上述基体树脂为聚丙烯系树脂，是本领域技术人员常用材料，如乙烯-丙烯无规 共聚物、丙烯-丁烯-1无规共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1无规共聚物等，可以采用一种 也可以是多种按任意比例的混合。添加剂可以为增韧剂、抗氧剂、防紫外线剂、抗静电剂、 阻燃剂、金属钝化剂、颜料、染料、成核剂、气泡调整剂等。其中，增韧剂可以为PP -g-MA、 POE-g-MA、PE-g-MA等；气泡调整剂可以为硼酸锌、滑石粉、碳酸钙、氢氧化铝等无机粉末。 具体添加剂及其用量为聚丙烯系树脂改性常用添加剂及用量即可，一般基体树脂与添加剂 的质量比为100: (〇. 1-30)。
[0023] 上述成纤树脂可以为PA、PET、PC、PPS、PBT、PTT中的一种或多种的混合。
[0024] 上述原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒的制备可以采用以下方法：
[0025] 当原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒中只含有基体树脂和成纤树脂时，将基体树脂 和成纤树脂加入挤出机中，以线状熔融共挤出，在挤出熔体未冷却固化前对熔体进行热拉 伸，淬冷后，切粒，得到原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒；
[0026] 当原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒中还含有添加剂时，将添加剂、基体树脂和成 纤树脂一并加入挤出机中，或者将基体树脂替换为添加剂改性后的基体树脂即可，其他操 作不变；
[0027] 其中，挤出机可以为双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机，挤出温度在聚丙烯系树脂 熔点以上，成纤树脂的熔点以下，具体基体树脂和成纤树脂的用量根据所需原位微纤化聚 丙烯共混树脂颗粒的组成和尺寸确定。
[0028] 上述原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒经分散介质释放发泡法制备复合发泡颗粒 的过程为现有技术，本发明提供一种制备方法，但不限于此：
[0029] 将原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒、发泡剂、表面活性剂、分散剂和分散介质加入 高压釜中，搅拌（搅拌速度一般为100-900转/分）下加热至比原位微纤化聚丙烯共混树 脂颗粒中的基体树脂的发泡温度低5-KTC的温度，保温15-60min，升温至发泡温度，在恒 定温度下继续保温15-60min，使发泡剂浸润原位微纤化聚丙烯共混树脂颗粒，打开高压釜， 并向高压釜内供给二氧化碳，保持高压釜内的压力在发泡剂的蒸汽压以上的同时，将原位 微纤化聚丙烯共混树脂颗粒、发泡剂、表面活性剂、分散剂和分散介质释放到比高压釜内的 压力低的环境下，一般释放到大气压环境中，发泡，得到原位微纤化聚丙烯系树脂复合发泡 颗粒。其中，分散介质为水或者醇类，从操作角度考虑，优选水。表面活性剂为十