本发明涉及聚合物改性和加工领域，具体地涉及一种梯度发泡聚丙烯片材及其制备方法。
背景技术：
高分子发泡材料具有质量轻、较强的吸收冲击载荷能力和隔热隔音能力，广泛用于汽车、建筑、包装、餐饮等领域。现在应用较多的发泡材料有聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、聚乙烯(pe)及聚氨酯(pu)等，但是都或多或少的存在耐高温性差，机械强度低，不环保及难回收的问题。
聚丙烯(pp)具有优良的物理机械性能，化学稳定性，耐高温性和良好的电绝缘性能，是开发泡沫塑料的热点。汽车作为生活中重要的交通工具，人们比较关注安全、隔音及省油等方面。这就要求汽车装饰材料既有小的密度，又要有好的隔音性和机械强度，目前使用的均匀发泡塑料片材还不能满足要求。
汽车装饰材料在不降低其他性能的前提下，如何同时获得较高的机械强度和尺寸稳定性是发展的主要方向。
技术实现要素：
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种梯度发泡聚丙烯片材及其制备方法，其能解决现有的发泡聚丙烯片材的机械性能不高，尺寸稳定性差的问题。
在第一方面，本发明提供了一种梯度发泡聚丙烯片材，内部封闭式泡孔的直径由外表面向内逐渐变大。
进一步地，所述梯度发泡聚丙烯片材的泡孔的直径范围为1μm～100μm。
进一步地，所述梯度发泡聚丙烯片材的厚度为1mm～10mm。
在第二方面，本发明提供了一种梯度发泡聚丙烯片材的制备方法，用于制备根据本发明第一方面所述的梯度发泡聚丙烯片材，包括步骤：(1)按配比混合均匀聚丙烯、二苯甲酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、偶氮二甲酰胺、紫外光衰减剂及抗氧剂1010，得到混合料；(2)将所述步骤(1)中的混合料，经混炼、挤出及压延，成为聚丙烯片材；(3)用紫外光辐照所述步骤(2)中的聚丙烯片材的表面，时间1-5分钟，得到熔体强度由外表面向内逐渐变小的高熔体强度聚丙烯片材；(4)将所述步骤(3)中的高熔体强度聚丙烯片材，经发泡炉发泡，得到梯度发泡聚丙烯片材。
进一步地，所述步骤(1)中的聚丙烯、二苯甲酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、偶氮二甲酰胺、紫外光衰减剂及抗氧剂1010的质量比为100：0.2：1.5：1：3：0.6。
进一步地，所述紫外光衰减剂至少为水杨酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种。
进一步地，所述步骤(4)中的发泡炉的发泡温度为180℃～240℃。
进一步地，所述步骤(2)中的混炼的设备为双螺杆挤出机。
进一步地，所述步骤(2)中的挤出的设备为单螺杆挤出机。
进一步地，所述步骤(2)中的压延的设备为多辊压延机。
本发明的发明人发现，在制造发泡聚丙烯片材的现有技术中，确实存在聚丙烯发泡片材机械强度不高的问题。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。
在根据本发明的发泡聚丙烯片材及其制备方法中，在所述发泡聚丙烯片材的交联过程中，从外表面到内部，因一定浓度紫外光衰减剂的存在，紫外光强度逐渐变小，聚丙烯交联速度变小；在规定的时间内停止紫外光照射，片材由外表面至内部，会形成交联度的梯度变化，即熔体强度梯度；此后，片材在相同温度下发泡，因各部位熔体强度不同，发泡的泡孔直径也不同，并由片材外表面到内部逐渐变大。该泡孔的梯度分布能够增强片材的机械强度，尺寸稳定性以及抵抗外界的冲击力等。
本发明制备的发泡聚丙烯片材可用于汽车、建筑、包装、餐饮等领域。尤其是汽车行业，如顶棚、门板、后搁板、行李箱、地垫、车身外底部护板及座椅后备板等。
附图说明
图1为根据本发明制备的梯度发泡聚丙烯片材的泡孔分布结构示意图。
具体实施方式
为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
参照图1，本发明提供了一种梯度发泡聚丙烯片材，其内部封闭式泡孔的直径由外表面向内逐渐变大。
在一实施例中，所述梯度发泡聚丙烯片材的泡孔的直径范围为1μm～100μm。
在一实施例中，所述梯度发泡聚丙烯片材的厚度为1mm～10mm。
本发明提供了一种梯度发泡聚丙烯片材的制备方法，包括步骤：(1)按配比混合均匀聚丙烯、二苯甲酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、偶氮二甲酰胺、紫外光衰减剂及抗氧剂1010，得到混合料；(2)将所述步骤(1)中的混合料，经混炼、挤出及压延，成为聚丙烯片材；(3)用紫外光辐照所述步骤(2)中的聚丙烯片材的表面，时间1-5分钟，得到熔体强度由外表面向内逐渐变小的高熔体强度聚丙烯片材；(4)将所述步骤(3)中的高熔体强度聚丙烯片材，经发泡炉发泡，得到梯度发泡聚丙烯片材。
所述步骤(1)中的聚丙烯、二苯甲酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、偶氮二甲酰胺、紫外光衰减剂及抗氧剂1010的质量比为100：0.2：1.5：1：3：0.6。
所述紫外光衰减剂至少为水杨酸苯酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种。
所述步骤(4)中的发泡炉的发泡温度为180℃～240℃。
所述步骤(2)中的混炼的设备为双螺杆挤出机。
所述步骤(2)中的挤出的设备为单螺杆挤出机。
所述步骤(2)中的压延的设备为多辊压延机。
在根据本发明的发泡聚丙烯片材及其制备方法中，在所述发泡聚丙烯片材的交联过程中，从外表面到内部，因一定浓度紫外光衰减剂的存在，紫外光强度逐渐变小，聚丙烯交联速度变小；在规定的时间内停止紫外光照射，片材由外表面至内部，会形成交联度的梯度变化，即熔体强度梯度；此后，片材在相同温度下发泡，因各部位熔体强度不同，发泡的泡孔直径也不同，并由片材外表面到内部逐渐变大。该泡孔的梯度分布能够增强片材的机械强度，尺寸稳定性以及抵抗外界的冲击力等。
本发明制备的发泡聚丙烯片材可用于汽车、建筑、包装、餐饮等领域。尤其是汽车行业，如顶棚、门板、后搁板、行李箱、地垫、车身外底部护板及座椅后备板等。
以下，结合具体实施例对本发明的一种紫外光辐照交联发泡聚丙烯片材及其制备方法做具体说明。
实施例1
在高速混合机中，温度50℃，转速1500转/分钟，按配比高速混合均匀聚丙烯、二苯甲酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、偶氮二甲酰胺、水杨酸苯酯及抗氧剂1010，质量比为100：0.2：1.5：1：3：0.6，得到混合料；将所述混合料，经双螺杆挤出机混炼造粒，得到粒料，各区温度：一区120℃，二区140℃，三区160℃，四区180℃，模头175℃；将所述粒料加入单螺杆挤出机中，挤出成型并三辊压延机压延，得到厚度0.5mm的聚丙烯片材，各区温度：一区130℃，二区145℃，三区150℃，四区180℃，模头185℃，三辊压延机的辊内通冷却水；用紫外光辐照同时双面辐照所述的聚丙烯片材的上下表面，时间1分钟，得到熔体强度由外表面向内逐渐变小的高熔体强度聚丙烯片材；将所述高熔体强度聚丙烯片材，经发泡炉发泡，温度250℃，时间2分钟，辊压冷却，得到厚度1mm，泡孔直径范围1-100μm的梯度发泡聚丙烯片材。
实施例2
除以下内容以外，其他与实施例1一致：
2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑替换水杨酸苯酯；紫外光辐照同时双面辐照所述的聚丙烯片材的上下表面，时间为3分钟；厚度3mm的梯度发泡聚丙烯片材厚度。
实施例3
除以下内容以外，其他与实施例1一致：
2,4-二羟基二苯甲酮替换水杨酸苯酯；紫外光辐照同时双面辐照所述的聚丙烯片材的上下表面，时间为5分钟；厚度8mm的梯度发泡聚丙烯片材厚度。
实施例4
除以下内容以外，其他与实施例1一致：
2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮替换水杨酸苯酯；紫外光辐照同时双面辐照所述的聚丙烯片材的上下表面，时间为5分钟；厚度8mm的梯度发泡聚丙烯片材厚度。
实施例5
除以下内容以外，其他与实施例1一致：
2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮替换水杨酸苯酯；紫外光辐照同时双面辐照所述的聚丙烯片材的上下表面，时间为5分钟；厚度10mm的梯度发泡聚丙烯片材厚度。
对比例1
除未采用水杨酸苯酯外，其他与实施例1相同。
对比例2
除紫外光辐照同时双面辐照所述的聚丙烯片材的上下表面，时间10分钟外，其他与实施例1相同。
性能测试
为检验本实施例制得的梯度发泡聚丙烯片材，参照国家标准《挤出聚丙烯发泡片材》(qb/t4879-2015)测试各项性能，结果如表1所示。
选取实施例1制得的梯度发泡聚丙烯片材，电子显微镜观察片材的横断面，得到如图1所示的泡孔分布结构。
表1发泡聚丙烯片材的性能
从表1可以看出，实施例中的梯度发泡聚丙烯片材相对于对比例中的均匀发泡聚丙烯片材具有更高的拉伸强度、冲击强度及断裂伸长率，热稳定性更好，压缩永久变形更小。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。