本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法。本发明高分子材料的加工设备是华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心瞿金平教授最新发明专利——基于拉伸流变的高分子材料塑化输运方法及设备（专利号cn100496927c）。其与传统的螺杆塑化设备相比，具有低能耗、弱剪切、输送能力强、混合分散均匀等特点。
背景技术：
发泡聚苯乙烯和聚乙烯的耐热温度为80℃左右，而发泡聚丙烯(pp)以其良好的力学性能、优良的耐热性能(最高使用温度达120℃)及利于环境保护的性质，目前被作为替代发泡聚苯乙烯的绿色环保材料，并已应用于包装、隔热材料和汽车等领域。
但由于pp是半结晶型聚合物,与无定形聚合物泡沫相比,其泡孔结构难以控制；此外,pp的熔体强度很低,对温度变化非常敏感；且不具有很高的应变硬化,而这又是后期泡孔生长所必须的。因此,采用pp很难制得泡孔均匀细密、发泡倍率高和开孔率低的泡沫。目前,国内外pp泡沫的制备多采用多阶工艺、间歇法，或采用复杂的挤出装置如串联挤出机，或带有加长机头口模的特殊挤出机，或通过交联、共混、接枝等方法高pp的熔体强度，或用物理发泡剂通过计量泵在挤出机中间高压泵入气体进行发泡；这些技术工艺流程长、工艺复杂、设备专用性强、生产环节多、技术难度大、不利于推广。中国专利cn1346843a中公布了一种辐照交联聚丙烯发泡材料的制备用的聚丙烯树脂为一种特质的耐辐照聚丙烯，共混温度较高为160-200℃后的片材放置一段时间才能进行发泡，周期较长，规模化生产较困难。中国专利cn101538387a公开了一种聚丙烯发泡材料及其生产方法，该方法使用超临界流体作为发泡剂，由于超临界流体状态不稳定，难以用于输送和计量，因此挤出发泡过程不够稳定，难以保证规模化生产。
因此，需要开发一种材料性能优异、加工性能良好、工艺流程简单、生产效率高的微发泡聚丙烯板材及其制备方法以解决现有的问题。
技术实现要素：
针对现有的技术不足，本发明的目的在于提供一种基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法，其材料性能优异、加工性能良好、工艺流程简单、生产效率高。
为了实现上述目的，本发明基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法，具体步骤如下：
①将重量份为100的均聚聚丙烯或无规共聚丙烯或均聚聚丙烯与无规共聚丙烯的混合物、重量份为1～10的熔体增强母粒、重量份为0.1～2的发泡成核剂、重量份为0.1～2的化学发泡剂、重量份为0.1～1的润滑剂预混合；
②发泡成型：将预混合的物料加入到拉伸流变塑化挤出设备予以塑化，经发泡片材口模挤出后，再经三辊辊压得到发泡聚丙烯板材。
所述拉伸流变塑化挤出设备为偏心转子拉伸流变塑化挤出设备,转子直径为60mm，长径比为20～25，辅助设备采用片材挤出模头及压延成型设备，挤出机温度为150～250℃，模头温度为150～200℃,转子转速为10～150转/分钟，喂料机转速为10～100转/分钟。
基于所述均聚聚丙烯与无规共聚丙烯的混合体总量为100重量%，所述均聚聚丙烯的重量比（含量范围）为0.1重量%～99.9重量%，所述无规共聚丙烯的重量比（含量范围）为99.9重量%～0.1重量%。
所述熔体增强母粒为乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯的复合物，通过拉伸流变塑化挤出设备制得。
所述发泡成核剂为滑石粉、苯甲酸钠、碳酸钙、二氧化钛、蒙脱土、二氧化硅中的一种或两种以上。
所述的化学发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮异丁腈、偶氮二碳酸二异丙酯、二亚硝基五次甲基四胺、对甲苯磺酰肼、对磺酰肼二苯醚、对甲苯磺酰氨基脲、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、硬脂酸锌、氧化锌的一种或两种以上。
所述的润滑剂为所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸盐、分子链上有长链脂肪族基的酯类化合物、石蜡的一种或两种以上。
发泡聚丙烯板材，其特征在于，应用权利要求1到6任一所述的一种基于拉伸流变技术发泡聚丙烯板材的制备方法所得到的板材。
与现有技术相比，本发明制备方法的先进性在于熔融塑化混合均匀成型方式采用以拉伸流变为主的成型方式。传统的螺杆设备存在着较大剪切作用，会降低材料的性能和熔体强度，尤其对于半结晶型聚合物pp，熔体强度很低，导致发泡效果差，发泡倍率低；而拉伸流变塑化挤出设备，其塑化原理是以拉伸流变为主，聚合物熔融后的拉伸黏度可以比剪切粘度大1~2个数量级，同时挤压系统内部单元具有较高的熔体压力，能有效抑制气泡增长过程中的气体损失，同时提高气体在熔体中的混合和扩散的质量，可形成泡孔尺寸小、泡孔均匀分布的理想泡孔结构。
本发明的优点及有益效果如下：
1、本发明采用拉伸流变塑化挤出设备制备的发泡聚丙烯板材泡孔均匀细密、发泡倍率高和开孔率低；
2、本发明采用拉伸流变塑化挤出设备的制备方法，辅助添加少量熔体增强母粒，便能显著提高pp熔体强度，生产过程高度连续且稳定、良品率高、生产过程安全无环境污染，适合工业化规模生产；
3、本发明制备的发泡聚丙烯板材为非交联结构，可以按照一般聚丙烯改性材料回收利用，不造成二次污染，符合可循环经济的要求。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为实施例1所得到的聚丙烯泡沫板材的扫描电镜照片；
图2为对比例1的聚丙烯泡沫板材的扫描电镜照片。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明的各实施例中聚烯烃树脂的生产厂家及型号：
均聚聚丙烯：中国石化茂名石化公司，pph-t03,熔指3；
共聚聚丙烯：中国石化茂名石化公司，eps30r，熔指2；
熔体增强母粒：乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯的复合物，通过拉伸流变塑化挤出设备制得。
实施例1-6及对比例中制备的发泡聚丙烯板材的性能测试方法：
泡孔尺寸：通过图形分析软件(imagej5.0)处理sem泡孔形貌照片，并进而统计计算得到。
发泡倍率：未发泡试样的平均密度与发泡后制品的密度的比值。
密度：依据astmd792–2000(即排水法)进行测试，同一条件下要选取至少5个试样进行测试，然后取其平均值。
拉伸强度：将发泡板材按照gb/t1040.1标准制成哑铃型样条，测试力学性能。
实施例1
取如下重量份的各物质：100份均聚聚丙烯，再添加10份的熔体增强母粒、1份的发泡成核剂、1份的化学发泡剂和0.5份的润滑剂等，依次加入混合机预混合、搅拌，混合温度为30℃,混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟；
将预混合的物料投入到拉伸流变塑化挤出设备，拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段160℃、第二段185℃、第三段200℃、第四段200℃、第五段190℃，模头温度175℃，模头开口为1.0mm，口模宽度为300mm，转子长径比为22，转子转速为30转/分钟，喂料机转速为15转/分钟，经发泡片材口模挤出后，挤出的聚丙烯发泡板通过三辊装置辊压成型，挤出成型的聚丙烯发泡板厚度为2.4mm。
测试聚丙烯发泡板的性能，测试结果见表1，所得聚丙烯发泡板的微观扫描电镜照片参考图1。可以发现本发明的聚丙烯发泡板相对于即使采用接近于本发明配比的材料但采用传统工艺的聚丙烯发泡板的泡孔密度、泡孔大小及均匀性明显改善。
实施例2
取如下重量份的各物质：100份均聚聚丙烯与无规共聚丙烯混合物（重量比为8：2），再添加6份的熔体增强母粒，1份的发泡成核剂，1份的化学发泡剂和0.5份的润滑剂，依次加入混合机预混合、搅拌，混合温度为30℃,混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟；
将预混合的物料投入到拉伸流变塑化挤出设备，拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段160℃、第二段185℃、第三段200℃、第四段200℃、第五段190℃，模头温度175℃，模头开口为1.0mm，口模宽度为300mm，转子长径比为22，转子转速为40转/分钟，喂料机转速为20转/分钟，经发泡片材口模挤出后，挤出的聚丙烯发泡板通过三辊装置辊压成型，挤出成型的聚丙烯发泡板厚度为2.4mm。
测试聚丙烯发泡板的性能，测试结果见表1。
实施例3
取如下重量份的各物质：100份均聚聚丙烯与无规共聚丙烯混合物（重量比为6：4），再添加5份的熔体增强母粒，1份的发泡成核剂，1份的化学发泡剂，0.5份的润滑剂，依次加入混合机预混合、搅拌，混合温度为30℃,混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟；
将预混合的物料投入到拉伸流变塑化挤出设备，拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段160℃、第二段185℃、第三段200℃、第四段200℃、第五段190℃，模头温度175℃，模头开口为1.0mm，口模宽度为300mm，转子长径比为22，转子转速为60转/分钟，喂料机转速为30转/分钟，经发泡片材口模挤出后，挤出的聚丙烯发泡板通过三辊装置辊压成型，挤出成型的聚丙烯发泡板厚度为2.4mm。
测试聚丙烯发泡板的性能，测试结果见表1。
实施例4
取如下重量份的各物质：100份均聚聚丙烯与无规共聚丙烯混合物（重量比为3：7），再添加4份的熔体增强母粒，1份的发泡成核剂，1.5份的化学发泡剂，0.5份的润滑剂，依次加入混合机预混合、搅拌，混合温度为30℃,混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟；
将预混合的物料投入到拉伸流变塑化挤出设备，拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段160℃、第二段185℃、第三段200℃、第四段200℃、第五段190℃，模头温度175℃，模头开口为1.0mm，口模宽度为300mm，转子长径比为22，转子转速为75转/分钟，喂料机转速为35转/分钟，经发泡片材口模挤出后，挤出的聚丙烯发泡板通过三辊装置辊压成型，挤出成型的聚丙烯发泡板厚度为2.4mm。
测试聚丙烯发泡板的性能，测试结果见表1。
实施例5
取如下重量份的各物质：100份均聚聚丙烯与无规共聚丙烯混合物（重量比为4：6），再添加4份的熔体增强母粒，1份的发泡成核剂，1.5份的化学发泡剂，0.5份的润滑剂，依次加入混合机预混合、搅拌，混合温度为30℃,混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟；
将预混合的物料投入到拉伸流变塑化挤出设备，拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段160℃、第二段185℃、第三段200℃、第四段200℃、第五段190℃，模头温度175℃，模头开口为1.0mm，口模宽度为300mm，转子长径比为22，转子转速为100转/分钟，喂料机转速为55转/分钟，经发泡片材口模挤出后，挤出的聚丙烯发泡板通过三辊装置辊压成型，挤出成型的聚丙烯发泡板厚度为2.4mm。
测试聚丙烯发泡板的性能，测试结果见表1。
实施例6
取如下重量份的各物质：100份无规共聚丙烯，再添加3份的熔体增强母粒，1份的发泡成核剂，1.5份的化学发泡剂，0.5份的润滑剂，依次加入混合机预混合、搅拌，混合温度为30℃,混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟；
将预混合的物料投入到拉伸流变塑化挤出设备，拉伸流变塑化挤出设备各段加工温度分别设定第一段160℃、第二段185℃、第三段200℃、第四段200℃、第五段190℃，模头温度175℃，模头开口为1.0mm，口模宽度为300mm，转子长径比为22，转子转速为120转/分钟，喂料机转速为68转/分钟，经发泡片材口模挤出后，挤出的聚丙烯发泡板通过三辊装置辊压成型，挤出成型的聚丙烯发泡板厚度为2.4mm。
测试聚丙烯发泡板的性能，测试结果见表1。
对比例1
取与实施例2相同重量份的各物质，依次加入混合机预混合、搅拌，混合温度为30℃,混合机转速为500转/分钟，混合时间为5分钟；
将预混合的物料投入到螺杆直径为65mm的单螺杆挤出机，挤出机各段加工温度分别设定第一段180℃、第二段190℃、第三段200℃、第四段180℃，模头温度175℃，模头开口为1.0mm，口模宽度为500mm，长径比为32，转速为60转/分钟，喂料机转速为30转/分钟，挤出的聚丙烯发泡板通过三辊装置辊压成型，挤出成型的聚丙烯发泡板厚度为2.2mm。
测试聚丙烯发泡板的性能，测试结果见表1。
上述各实施例和对比例的具体物料配方及样品所测得的物理性能见表1。
表1各实施例组重量份及性能
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。