專利名稱：：聚丙烯發(fā)泡開孔材料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及聚丙烯發(fā)泡開孔材料及其制備工藝。本發(fā)明所提供的聚丙歸發(fā)泡開孔材料可廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的微濾材料，包裝工業(yè)的吸水、吸音和抗震材料。技術(shù)背景聚合物發(fā)泡開孔材料包括聚氨酯泡沫、橡膠發(fā)泡材料和EVA泡沫等，由于它們具有柔韌性和易加工性，被廣泛使用作清潔海綿、抗震材料、襯墊材料、吸音材料和各種過濾材料。但由于這些泡沫自身具有較差的耐化學(xué)性(耐酸性、耐堿性)以及耐候性，另外，聚氨酯和發(fā)泡橡膠很難回收，EVA發(fā)泡材料在生產(chǎn)過程中污染較大等缺點(diǎn)，這些泡沫材,+在使用上受到限制。聚丙烯樹脂具有優(yōu)異的耐化學(xué)性以及可回收利用性，其最大特點(diǎn)是具有優(yōu)異的耐熱性和韌性、剛性等力學(xué)性能，使得聚丙烯發(fā)泡材料在緩沖減震、吸音和過濾材料等方面，尤其適合高溫液體的過濾，在環(huán)境溫度高的領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。US6590006B2(申請(qǐng)日2001年2月23日)公開了一種具有大孔徑的聚烯烴開孔泡沫，它是采用至少35wt。/o的高熔體強(qiáng)度聚丙烯(腦SPP)和最多65wt。/。的自由基乙烯聚合物制成，高熔體強(qiáng)度聚丙烯通常具有支化或部分交聯(lián)結(jié)構(gòu)，用于使材料具有優(yōu)異的可發(fā)泡性，乙烯聚合物可以為低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等，在發(fā)泡過程中，該組分處泡孔壁易破裂，形成開孔，得到平均泡孔直徑大于1.5隱,開孔率小于40%,并在泡沫表面穿孔，使其開孔率增大10%~20%,該泡沫材料主要用作吸聲和保溫材料。CN101044195(2005年10月7日申請(qǐng))公開了一種具有大孔度的開孔聚丙烯泡沫，釆用高熔體強(qiáng)度聚丙烯與線形聚丙烯共混，制備出平均孔徑至少為4mm的聚丙烯泡沫。以上兩種技術(shù)方案盡管都能夠制備出開孔的聚丙烯泡沫材料，但需要使用高熔體強(qiáng)度聚丙烯作為原料，高熔體強(qiáng)度聚丙烯是通過特殊的聚合工藝合成，或經(jīng)輻照交聯(lián)，或后接枝改性獲得。與通用的聚丙烯相比，有價(jià)招，較高，難于回收利用等缺點(diǎn)，應(yīng)用受到限制。CN1145522C(申請(qǐng)日1999年l月19日)公開了一種熱塑性聚合物發(fā)泡多孔薄膜的生產(chǎn)方法，其主要是通過采用至少兩種氣體混合物作為成孔劑，利用兩種氣體在聚合物熔體中的擴(kuò)散速度不同，導(dǎo)致孔壁破裂，優(yōu)選使用的成孔劑為二氧化碳和水，得到開孔率在80%,孑L徑在0.05咖~200咖之間的多孔薄膜。雖然該生產(chǎn)方法能夠?qū)崿F(xiàn)高的開孔率，得到泡孔尺寸均勻的多孔發(fā)泡薄膜，但該方法由于采用兩種或兩種以上的成孔劑，為了保證成孔劑完全溶解在聚合物熔體中，擠出機(jī)內(nèi)壓力至少保持在150bar(約15MPa)以上，且需采用靜態(tài)混合器和兩個(gè)熔體泵與擠出機(jī)和機(jī)頭串聯(lián)。具有設(shè)備費(fèi)用高，操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。W09413460公開了一種制備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的聚丙烯開孔材料的組成和方法，以丙烯聚合物(共聚聚丙烯或支化或部分交聯(lián)聚丙烯)為原料，采用一種或多種有機(jī)發(fā)泡劑，得到開孔率30~70%的開孔發(fā)泡材料。該方法使用含氟的發(fā)泡劑，對(duì)環(huán)境造成影響，或使用烷烴類發(fā)泡劑，具有易燃易爆等缺點(diǎn)，因此在實(shí)際生產(chǎn)中具有局限性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種原料來源廣泛、成本低、操作簡(jiǎn)單、泡孔均勻、泡孔之間連通，開孔率至少為50%(根據(jù)美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D2S56-94測(cè)定),平均孔徑在30~200mm之間的聚丙烯發(fā)泡開孔材料及其制備工藝。本發(fā)明所提供的一種聚丙烯發(fā)泡開孔材料的開孔率至少為50%,主要由聚丙烯樹脂組合物制成，其中，聚丙烯樹脂組合物由組分A、B、C添加劑組成；所述的組分A為熔體流動(dòng)速率(按照IS01133-1997測(cè)定，230°C，載荷2.16kg)在0.0110g/10min的聚丙烯，組分B為重均分子量(Mw)(凝膠色譜儀GPC測(cè)量)為60500萬的高分子量聚乙烯，組分C為相容劑，添加劑為成核劑、氣體滲透改性劑、抗靜電劑、或顏料中的一種或多種；組分A、B和C的總含量占樹脂組合物總重量的90~100°/。，添加劑的含量占樹脂組合物總重量的0~10%;組分B的含量占組分A、B和C總重量的1~40%，組分C的含量為A、B和C總重量的0~5%。所述的聚丙烯選自等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯或共聚聚丙烯中的一種或多種；優(yōu)選熔體流動(dòng)速率為0.l~5g/10rain的聚丙烯；尤其優(yōu)選熔體流動(dòng)速率為1~3g/10min的聚丙烯。當(dāng)熔體流動(dòng)速率小于0.01g/10min時(shí)，共混物流動(dòng)性差，加工溫度高不利于發(fā)泡。當(dāng)熔體流動(dòng)速率高于10g/10min時(shí)，聚丙烯粘度太低不利于泡孔長大。優(yōu)選重均分子量為100-400萬的高分子量聚乙烯；尤其優(yōu)選重均分子量為200~300萬的高分子量聚乙烯。若Mw小于60萬，則其分子鏈不能與聚丙烯(A)分子鏈發(fā)生有效纏結(jié)和物理交聯(lián)，組合物熔體應(yīng)變硬化現(xiàn)象不顯著，熔體強(qiáng)度不高，泡孔結(jié)構(gòu)不易保持。Mw若大于500萬，其熔體流動(dòng)性將嚴(yán)重惡化，不能很好地與聚丙烯(A)共混形成物理交聯(lián)，不利于泡孔的長大。優(yōu)選組分B占組分A、B和C總重量的3~30%;尤其優(yōu)選組分B占組分A、B和C總重量的5~20%。所述的相容劑(組分C)可為乙晞-醋酸乙烯共聚物、乙丙橡膠、三元乙丙膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)或聚丁烯中的一種或多種，對(duì)提高聚乙烯和聚丙烯之間的相容性有利。所述的成核劑有碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅、氧化鋅、氧化鎂、碳黑、苯甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、苯璜酸鈉、苯甲酸鈉，二叉千基山梨醇等；用量為樹脂組合物總重量的0.2~3%。所述的氣體滲透改性劑有單硬脂酸甘油酯、37個(gè)羥基多元醇等；用量為樹脂組合物總重量的1~5%。所述的抗靜電劑、顏料、阻燃劑的添加量為樹脂組合物總重量的0~5%。本發(fā)明通過擠出發(fā)泡，即將聚丙烯樹脂組合物在擠出機(jī)中熔融，向擠出機(jī)內(nèi)熔融的聚丙烯樹脂組合物熔體注入物理發(fā)泡劑，使組合物熔體和物理發(fā)泡劑在螺桿的剪切混合作用下混合均勻形成單相溶液，通過一定形狀的口模，將單相溶液排出到大氣環(huán)境中，制備聚丙烯發(fā)泡開孔材料，具體步驟如下1)將組分A、B、C和添加劑在按樹脂組合物中所占的百分比進(jìn)行備料，并在混合設(shè)備上進(jìn)行捏合制成聚丙烯樹脂組合物；2)將步驟1)制備的聚丙烯樹脂組合物加熱到其熔融溫度以上，得到組合物熔體；3)在大于組合物熔體壓力下，向組合物熔體中注入物理發(fā)泡劑，物理發(fā)泡劑的注入量為組合物熔體重量的1~20%,使組合物熔體和物理發(fā)泡劑均勻混合成單相溶液；4)將溶解有發(fā)泡劑的單相溶液暴露在低于組合物熔體壓力的環(huán)境下，得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。其中，步驟3)中所述的物理發(fā)泡劑為二氧化碳、氮?dú)饣蚨⊥?。物理發(fā)泡劑的注入量通過計(jì)量泵計(jì)量，與雙螺桿擠出機(jī)的加料量相匹配。當(dāng)發(fā)泡劑為C02時(shí)，發(fā)泡劑的注入量至少為樹脂組合物總重量的10wt。/。，優(yōu)選15wty。，但不超過其在組合物熔體中的溶解度。本發(fā)明所制備的聚丙烯發(fā)泡開孔材料開孔率至少為50%(根據(jù)ASTMD-1238測(cè)定)；較適合不小于70%,更適合不小于80%;密度在30~500kg/m3,優(yōu)選50~100kg/m3，尤其優(yōu)選30-80kg/m3;形狀可以是薄膜、棒狀、中空纖維狀、片狀或板狀。生纏結(jié)，造成分子鏈間的物理交聯(lián)，這樣共混物熔體的熔體強(qiáng)度提高，使其能夠承受發(fā)泡過程中泡孔內(nèi)的壓力。同時(shí)高分子量聚乙烯熔體具有較高的熔體彈性，在泡孔連通時(shí)能夠起到穩(wěn)定泡孔的作用。聚丙烯熔體彈性較低，在泡孔壁薄弱處受泡孔內(nèi)壓力作用，實(shí)現(xiàn)泡孔連通。所謂泡孔連通是指兩個(gè)相鄰泡孔之間的泡孔壁^t裂，在泡孔壁上形成開孔，造成兩泡孔連通，如圖1所示。另外，高分子量聚乙烯的結(jié)晶溫度高于聚丙烯的結(jié)晶溫度，在發(fā)泡過程中，隨溫度降低，高分子量聚乙烯首先開始結(jié)晶，形成的微晶一方面作為聚丙烯結(jié)晶的成核點(diǎn)，使得聚丙烯樹脂組合物的起始結(jié)晶溫度提高。聚丙烯發(fā)泡時(shí)，熔體溫度通常被控制在樹脂的起始結(jié)晶溫度以上幾度范圍內(nèi)。這樣，由于高分子量聚乙烯的加入造成聚丙烯樹脂組合物起始結(jié)晶溫度的提高，對(duì)整個(gè)發(fā)泡過程的穩(wěn)定控制是有利的。另一方面，聚乙蹄和聚丙烯為不相容體系，相容劑的加入能夠提高它們的相容性，使得聚乙烯分子能更均勻地分散在聚丙烯基體中，但兩相之間存在的相界面處的勢(shì)能仍然較低，在發(fā)泡過程中成為泡孔成核點(diǎn)，使得泡孔成核密度提高，這樣有利于提高泡孔尺寸均勻性、泡孔長大及泡孔之間的連通，提高聚丙烯發(fā)泡材料的開孔率。本發(fā)明聚丙烯樹脂組合物可以用常見的混合設(shè)備，如單螺桿擠出機(jī)、同向雙螺桿擠出機(jī)、異向雙螺桿擠出機(jī)、錐形雙螺桿擠出機(jī)、三螺桿擠出機(jī)或密煉機(jī)等在聚丙烯熔點(diǎn)以上共混捏合制得。當(dāng)擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)時(shí)，為了增強(qiáng)組合物熔體與發(fā)泡劑的混合效果，可以在擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)靜態(tài)混合器或另一臺(tái)單螺桿，兩臺(tái)擠出機(jī)之間由熔體密封連接件相連接。另一方面為了更穩(wěn)定地?cái)D出發(fā)泡制品，也可以將熔體泵串聯(lián)在單螺桿擠出機(jī)與口模之間。當(dāng)擠出機(jī)為同向雙螺桿時(shí)，為了更好地控制熔體溫度，穩(wěn)定擠出發(fā)泡材料，可以在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一臺(tái)單螺桿擠出機(jī)或一個(gè)靜態(tài)混合器。另一方面，也可以將熔體泵串聯(lián)在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間?？谀＝Y(jié)構(gòu)可以是圓形口模，環(huán)形口?；蚱桨迨娇谀＃?jīng)口模擠出并冷卻定型后制備出開孔率至少50%的聚丙烯發(fā)泡開孔材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明具有以下有益效果1)本發(fā)明以通用的聚丙烯為原料，通過添加少量的高分子量聚乙烯，實(shí)現(xiàn)聚丙烯組合物發(fā)泡過程中的泡孔保持和泡孔連通，可以制備出泡孔直徑均勻，開孔率至少50%的聚丙烯發(fā)泡開孔材料。2)由于本發(fā)明不需要使用現(xiàn)有技術(shù)中慣用的高熔體強(qiáng)度聚丙烯為原料，因此本發(fā)明具有原料來源廣泛，成本低等優(yōu)點(diǎn)。3)本發(fā)明采用物理發(fā)泡劑，尤其是采用惰性發(fā)泡劑，如0)2、N2、丁烷或水等，與現(xiàn)有技術(shù)中使用含氟類發(fā)泡劑相比，具有環(huán)境友好，不破壞大氣層等優(yōu)點(diǎn)。圖1、實(shí)施例1制備的聚丙烯(PP)發(fā)泡開孔材料的掃描電子顯微照片。圖2對(duì)比例1制備的聚丙烯(PP)發(fā)泡材料的掃描電子顯微照片。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所述的份數(shù)均為質(zhì)量數(shù)。按照GB1033-86標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試得到的聚丙烯發(fā)泡開孔材料表觀密度；按照ASTMD2856-94,測(cè)定聚丙烯發(fā)泡開孔材料的開孔率。實(shí)施例11)將97份樹脂基體和1份平均粒徑0.8|im的滑石粉、2份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由99份聚丙烯樹脂(盤錦石化的F401,熔體流動(dòng)速率(MFR)為2.0g/10min，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)和1份重均分子量為500萬的超高分子量聚乙烯組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm，長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150°C，170°C，180°C,190°C,190°C，200°C，200°C，經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以lOMpa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的10wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2mm的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。表觀密度為0,056g/cm3,開孔率為60%。用鋒利的刀具將得到的聚丙烯發(fā)泡開孔材料沿垂直于擠出方向切開，斷面朝上粘貼在掃描電鏡樣品臺(tái)上，噴金后，在掃描電子顯微鏡下觀察斷面的泡孔結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖1所示。從圖中可以看出，聚丙烯發(fā)泡開孔材料泡孔尺寸均勻，兩相鄰泡孔壁^5皮裂，泡孔連通。實(shí)施例21)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8iam的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由92份聚丙錄樹脂(齊魯石化共聚聚丙烯EP2S34F,熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.8g/10min，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，3份重均分子量為400萬的超高分子量聚乙烯和5份三元乙丙膠(吉林石化J30S0)組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150。C,17(TC,180°C,190°C,190°C,200°C，200°C，經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以lOMpa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化^^,加入量為組合物熔體總重量的10wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2mra的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。料表觀密度為0.048g/cm3。開孔率為75%。實(shí)施例31)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8jum的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由90份聚丙烯樹脂(齊魯石化共聚聚丙烯EP2S34F，熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.8g/10min,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，5份重均分子量為300萬的超高分子量聚乙烯和5份三元乙丙膠(吉林石化J3080)組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是15(TC,170°C,180°C，190°C,190°C,200°C，200°C,經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以l測(cè)pa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的15wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2隨的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。表觀密度為0.045g/cm3。開孔率為75%。實(shí)施例41)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8|am的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯、放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由87份聚丙烯樹脂(燕山石化聚丙烯B200，熔體流動(dòng)速率(MFR)為0.55g/10min，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，8份重均分子量為200萬的超高分子量聚乙烯和5份三元乙丙膠(吉林石化J3080)組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150。C,170°C,180°C,190°C,190°C,200°C,200°C,經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32fflffl,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以10Mpa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑氮?dú)?，加入量為組合物熔體總重量的5wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2mm的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。表觀密度為0.040g/cm3。開孔率為70%。實(shí)施例51)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8]Lim的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由85份聚丙烯樹脂(湖南長盛石化T30S,熔體流動(dòng)速率(MFR)為3.Og/10min,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，10份重均分子量為100萬的超高分子量聚乙烯和5份三元乙丙膠(吉林石化J3080)組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32ran,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是15(TC，170°C，180°C，190°C,190°C，200°C,200°C，經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32,,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以10Mpa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的12wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2mm的圓孑L口模，在出口處得到聚丙烯開孔發(fā)泡材料。表觀密度為0.038g/cm3。開孔率為75%。實(shí)施例61)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8jum的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由80份聚丙歸樹脂(齊魯石化共聚聚丙烯EP2S34F,熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.8g/10min:依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，15份重均分子量為100萬的超高分子量聚乙烯和5份三元乙丙膠(吉林石化J3080)組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150。C,丄70。C，180°C,190°C，190°C,200°C，200°C,經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑"mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以10Mpa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的12wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2mm的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。表觀密度為0.035g/cm3。開孔率為80%。實(shí)施例71)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8ym的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由75份聚丙烯樹脂(齊魯石化共聚聚丙烯EP2S34F，熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.8g/10min:依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，20份重均分子量為80萬的超高分子量聚乙烯和5份三元乙丙膠(吉林石化J3080)組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32鵬，長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150。C，170°C,180°C，190°C,190°C，200°C,200°C,經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以l謹(jǐn)pa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的12wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表l所示；4)經(jīng)直徑2隱的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。表觀密度為0.037g/cm3。開孔率為80%。實(shí)施例81)將92份樹脂基體和3平均粒徑0.8nm的滑石粉、5份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由70份聚丙烯樹脂(齊魯石化共聚聚丙烯EP2S34F，熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.8g/10min，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，30份重均分子量為80萬的高分子量聚乙辨；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32醒，長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150°C,170°C,180°C,190°C,190°C，200°C,200°C,經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以l謹(jǐn)pa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑丁烷，加入量為組合物熔體總重量的12wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2咖的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯開孔發(fā)泡材料。表觀密度為0.042g/cm3。開孔率為75%。實(shí)施例91)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8jam的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由60份聚丙烯樹脂(齊魯石化共聚聚丙烯EP2S34F，熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.8g/10min,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，40份重均分子量為60萬的高分子量聚乙烯組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150。C,17(TC,18(TC,190°C,190°C,200°C,200°C,經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mffl,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以l謹(jǐn)pa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的10wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2ram的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯開孔發(fā)泡材料。表觀密度為0.057g/cm3。開孔率為75%。只于比例11)將95份聚丙烯(盤錦石化F401,熔融流動(dòng)速率2.Og/10min)和2份平均粒徑0.8jum的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150。C,170°C，18(TC,190。C，190°C,200°C，20(TC，經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑3hm,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以l謹(jǐn)pa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的10wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表l所示；4)經(jīng)直徑2mm的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡材料。表觀密度為0.521g/cm3。開孔率為0%。將得到的聚丙烯發(fā)泡開孔材料沿垂直于擠出方向在液氮中脆斷，斷面朝上粘貼在掃描電鏡樣品臺(tái)上，噴金后，在掃描電子顯微鏡下觀察斷面的泡孔結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖2所示，樣品泡孔結(jié)構(gòu)不均勻，泡孔壁厚，泡孔之間沒有連通。對(duì)比例21)將95份樹脂基體和2份平均粒徑0.8nni的滑石粉、3份單硬脂酸甘油酯放入高速攪拌機(jī)中充分混合，其中樹脂基體由92份聚丙烯樹脂(齊魯石化共聚聚丙烯EP2S34F,熔體流動(dòng)速率(MFR)為1.8g/10min:依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IS01133:1997測(cè)定)，3份重均分子量為30萬的高密度聚乙烯和5份三元乙丙膠(吉林石化J3080)組成；2)將步驟1)所得混合物經(jīng)加料口加入螺桿直徑32ran，長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)各段溫度分別是150°C,170°C，180°C,190°C,190°C,200°C,20(TC，經(jīng)圓形口模擠出條狀物，經(jīng)水冷后，切粒，得到聚丙烯樹脂組合物；3)將步驟2)得到的聚丙烯樹脂組合物，經(jīng)加料口加入螺桿直徑32mra,長徑比48的雙螺桿擠出機(jī)中，通過安裝在擠出機(jī)機(jī)筒上的發(fā)泡劑注入口，以10Mpa壓力向聚丙烯樹脂組合物熔體(熔體壓力6MPa)中注入發(fā)泡劑二氧化碳，加入量為組合物熔體總重量的10wt%;在雙螺桿擠出機(jī)與口模之間串聯(lián)一單螺桿擠出機(jī)，兩者通過熔體密封件相連接，擠出機(jī)及口模各段溫度及壓力如表1所示；4)經(jīng)直徑2mm的圓孔口模，在出口處得到聚丙烯發(fā)泡材料。表觀密度為0.420g/cm3。開孔率為15%。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表1實(shí)施例1-9和對(duì)比例1-2中的擠出機(jī)各段溫度和壓力權(quán)利要求1.一種聚丙烯發(fā)泡開孔材料，主要由聚丙烯樹脂組合物制成，其特征在于，聚丙烯樹脂組合物由組分A、B、C和添加劑組成，其中，所述的組分A為熔體流動(dòng)速率在0.01～10g/10min的聚丙烯，組分B為重均分子量Mw為60～500萬的高分子量聚乙烯，組分C為相容劑，添加劑為成核劑、氣體滲透改性劑、抗靜電劑、或顏料中的一種或多種；組分A、B和C的總含量占樹脂組合物總重量的90～100％，添加劑的含量占樹脂組合物總重量的0～10％；組分B的含量占組分A、B和C總重量的1～40％，組分C的含量占組分A、B和C總重量的0～5％；聚丙烯發(fā)泡開孔材料的開孔率至少為50％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡開孔材料，其特征在于，所述的聚乙烯的重均分子量為100~400萬。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)泡開孔材料，其特征在于，所述的聚乙烯的重均分子量為200~300萬。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡開孔材料，其特征在于，組分B占組分A、B和C總重量的3~30%。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)泡開孔材料，其特征在于，組分B占組分A、B和C總重量的5~20%。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡開孔材料，其特征在于，所述的相容劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙丙橡膠、三元乙丙膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或聚丁烯中的一種或多種。7、根據(jù)權(quán)利要求1~6所述的一種聚丙烯發(fā)泡開孔材料的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟l)將組分A、B、C和添加劑按在樹脂組合物中所占的百分比進(jìn)行備料，并在混合設(shè)備上進(jìn)行捏合制成聚丙烯樹脂組合物；2)將步驟1)制備的聚丙烯樹脂組合物加熱到其熔融溫度以上，得到組合物熔體；3)在大于組合物熔體壓力下，向組合物熔體中注入物理發(fā)泡劑，物理發(fā)泡劑的注入量為組合物熔體重量的1~20%,使組合物熔體和物理發(fā)泡劑均勻混合成單相溶液；4)將單相溶液暴露在低于組合物熔體壓力的環(huán)境下，得到聚丙烯發(fā)泡開孔材^K8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述的物理發(fā)泡劑為二氧化碳、氮?dú)饣蚨⊥椤?、根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，當(dāng)物理發(fā)泡劑為二氧化碳時(shí)，物理發(fā)泡劑的注入量至少為樹脂組合物總重量的10°/。。全文摘要聚丙烯發(fā)泡開孔材料及其制備工藝屬于高分子材料領(lǐng)域?，F(xiàn)有發(fā)泡開孔材料及制備工藝成本高、不易回收、污染環(huán)境，操作復(fù)雜。本發(fā)明發(fā)泡開孔材料主要由聚丙烯樹脂組合物制成；組合物由熔體流速0.01～10g/10min的聚丙烯A，Mw為60～500萬的聚乙烯B、相容劑C和常規(guī)添加劑組成；添加劑占組合物的至多10wt％，A、B和C的混合物中B占1～40wt％，C占0～5wt％。本發(fā)明通過將組合物加熱到其熔融溫度以上；在大于熔體壓力下，注入占熔體重量1～20％的物理發(fā)泡劑；再將其暴露在低于組合物熔體壓力的環(huán)境下，得到聚丙烯發(fā)泡開孔材料。本發(fā)明成本低、操作簡(jiǎn)單、無污染，產(chǎn)品泡孔均勻、連通，開孔率至少50％。文檔編號(hào)C08J9/00GK101275002SQ20081011167公開日2008年10月1日申請(qǐng)日期2008年5月16日優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日發(fā)明者付中玉,何亞東,信春玲,青李,李慶春,李曉寧,楊中開,閆寶瑞申請(qǐng)人:北京化工大學(xué);北京服裝學(xué)院