專利名稱：一種擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種擠出發(fā)泡聚丙烯珠粒的生產(chǎn)工藝，屬于聚合物發(fā)泡材料領域。
背景技術：
發(fā)泡聚丙烯塑料除了具有一般發(fā)泡制品質輕、隔熱、隔音、緩沖防震、比
強度高、價格低廉等特點外，還有良好的熱穩(wěn)定性(最高使用溫度達12(TC，而 發(fā)泡聚苯乙烯、聚乙烯僅為7(TC 8(TC)，良好的耐應力開裂性能(這一性能 是油膩食品包裝所必需的)及高溫下制品的尺寸穩(wěn)定性，較高的韌性以及較高 的拉伸強度和抗沖擊強度，適宜和柔順的表面，優(yōu)異的微波適應性。而且，由 于聚丙烯分子上存在一個甲基，其化學結構決定了聚丙烯本身的降解性能將明 顯優(yōu)于聚苯乙烯和聚乙烯，使其有可能代替發(fā)泡聚苯乙烯制備綠色包裝材料。 所有這些特點使得發(fā)泡聚丙烯比發(fā)泡聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯等在包裝、日 用和結構材料等各個領域都具有更大的優(yōu)越性。
發(fā)泡聚丙烯珠粒(EPP: Expanded Polypropylene)系聚丙烯為原料的串珠發(fā) 泡珠粒，可以通過模壓成型使其成形為設計形狀的發(fā)泡制品。與可發(fā)性聚乙烯 (EPE)和聚乙烯發(fā)泡片材相比，EPP的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性都較好，并且可以 減輕制品的重量。與可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)相比，耐熱性、抗沖擊性、耐油性、 耐化學品性和隔熱性等均特別優(yōu)越。
生產(chǎn)EPP珠粒的方法包括釜內發(fā)泡法和擠出發(fā)泡法，自1982年JSP公司首 先開發(fā)成功EPP以來，目前在世界范圍內已有JSP、 BASF、 KANAKA等公司 的多家工廠生產(chǎn)EPP，這些公司的EPP珠粒基本是通過釜內發(fā)泡法生產(chǎn)。擠出 發(fā)泡方法是指將含有物理發(fā)泡劑的樹脂熔融物，從機頭口模擠出時由高壓變?yōu)?常壓，溶于樹脂熔融物內的氣體膨脹而完成發(fā)泡，擠出和發(fā)泡一次完成，具有 工藝流程簡單、生產(chǎn)效率高等特點。
當前公布的關于發(fā)泡聚丙烯珠粒產(chǎn)品的相關生產(chǎn)方法，主要包括以下三種 方法
(1) CN 1474849公開了一種釜內發(fā)泡聚丙烯珠粒的生產(chǎn)方法，該法是將把 實質上非交聯(lián)的聚丙烯樹脂微粒分散于一種含有有機過氧化物的分散介質中而 得到一種分散體，加熱該分散體以使該有機過氧化物分解和使該表面改性聚丙 烯樹脂微粒的表面改性，使用一種發(fā)泡劑使該非交聯(lián)、表面改性的聚丙烯樹脂
在釜內發(fā)泡得以發(fā)泡聚丙烯珠粒。該工藝的缺點是采用有機過氧化物對聚丙烯 進行交聯(lián)，增加了產(chǎn)品的不穩(wěn)定性；未分解或沒有反應完全的有機過氧化物殘 留于聚丙烯中，使產(chǎn)品的耐久性下降；釜內發(fā)泡是一種非連續(xù)的發(fā)泡方法，生 產(chǎn)效率低。
(2) CN1474849公開了一種制備聚丙烯珠粒和模塑制品的方法，該方法將 可發(fā)泡聚丙烯樹脂混合物微粒放入含有分散劑、發(fā)泡劑、表面活性劑的髙壓釜 中，然后升溫到發(fā)泡溫度，并保壓3分鐘，然后打開高壓釜使壓力降至大氣壓， 得到聚丙烯發(fā)泡珠粒，發(fā)泡倍率為1.8 90倍。該方法的缺點是發(fā)泡珠粒生產(chǎn)效 率低，能源消耗大，由于發(fā)泡壓力高，對高壓釜的材料要求高。
(3) CN1222563C公開了一種制備低熔點非交聯(lián)聚丙烯樹脂泡沫材料的方 法，該方法以低熔點的無規(guī)共聚聚丙烯為原料，通過兩臺串聯(lián)擠出機組，得到 發(fā)泡聚丙烯粒料。該方法的缺點是采用低熔點的無規(guī)共聚聚丙烯，制得的產(chǎn)品 熔點較低，不適用于高溫場所使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)擠出、發(fā)泡倍率高、能耗小、環(huán)境污染小 的物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法。
本發(fā)明的擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，其特征是在螺桿擠出機的 機筒中部設置注射口，機頭安裝套管式口模和模面切粒機，將聚丙烯發(fā)泡料及 其助劑加入螺桿擠出機中，將垸烴發(fā)泡劑從注射口注入機筒中，聚丙烯發(fā)泡料 與垸烴的重量比為10 25%，控制口模壓力為5 30MPa， 口模溫度為110-150 °C，使切粒后的物料在進入大氣時發(fā)泡，經(jīng)冷卻、干燥，得到發(fā)泡聚丙烯珠粒。
本發(fā)明中，所說的聚丙烯發(fā)泡料可以是高熔體強度聚丙烯、均聚聚丙烯、 聚丙烯與聚乙烯混合料、無規(guī)聚丙烯、二元丙烯共聚物和三元丙烯共聚物中的 一種或多種混合物。
本發(fā)明中，所說的助劑可以采用成核劑、抗氧劑、抗收縮劑、化學發(fā)泡劑、 交聯(lián)劑和相容劑中的一種或多種混合物。其中抗氧劑可用抗氧劑3114、抗氧劑 1010或抗氧劑量168等，抗收縮劑可為硬酯酸酣油酯，化學發(fā)泡劑可為CA發(fā) 泡劑、偶氮化合物、磺酰肼類化合物或亞硝基化合物，成核劑可為碳酸轉、滑 石粉、氧化鎂、二氧化硅、碳黑、苯甲酸、對苯二酸或苯璜酸鈉。 一般，助劑 用量為聚丙烯發(fā)泡料總重量的0.1~2%。
本發(fā)明中，所說的烷烴發(fā)泡劑可以是正戊垸、異戊烷、丁烷和丙烷中的一 種或多種混合物。
本發(fā)明中，所用的螺桿擠出機可以是單螺桿擠出機、兩臺串聯(lián)的單螺桿擠 出機、同向雙螺桿擠出機、異向雙螺桿擠出機、錐形雙螺桿擠出機或三螺桿擠 出機。模面切粒機可用水環(huán)切粒機。
本發(fā)明的有益效果在于生產(chǎn)設備簡單，實現(xiàn)聚丙烯發(fā)泡珠粒的連續(xù)擠出， 能源消耗量小，本發(fā)明采用烷烴發(fā)泡劑，對環(huán)境污染小，且發(fā)泡珠粒中發(fā)泡劑 的殘留量少，發(fā)泡倍率高。
具體實施例方式
以下結合實施例進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明內容并不限于這些實施例。 實施例1
在單螺桿擠出機的機筒中部設置注射口，機頭安裝套管式口模和模面切粒 機，將1Kg高熔體強度聚丙烯、0.004Kg滑石粉和0.002Kg抗氧化劑1010混合 均勻后加入單螺桿擠出機中，將0.17Kg的丁烷發(fā)泡劑從注射口注入到機筒中， 控制口模壓力為5MPa， 口模溫度為130'C，使切粒后的物料在進入大氣時發(fā)泡， 經(jīng)水環(huán)中冷卻，在離心干燥機和流動床干燥機中進行干燥，得到發(fā)泡聚丙烯珠 粒，珠粒的發(fā)泡倍率為25倍。
實施例2
在兩臺串聯(lián)的單螺桿擠出機的機筒中部設置注射口，機頭安裝套管式口模 和模面切粒機，將lKg高熔體強度聚丙烯、0.25Kg均聚聚丙烯及其0.008Kg滑 石粉、0.002Kg抗氧化劑168和0.006Kg硬酯酸酣油酯混合均勻后加入單螺桿擠 出機中，將0.2Kg的正戊垸發(fā)泡劑從注射口注入到機筒中，控制口模壓力為 15MPa, 口模溫度為114'C，使切粒后的物料在進入大氣時發(fā)泡，經(jīng)水環(huán)中冷卻，
在離心干燥機和流動床干燥機中進行干燥，得到發(fā)泡聚丙烯珠粒，珠粒的發(fā)泡 倍率為38倍。
實施例3
在兩臺串聯(lián)的單螺桿擠出機的機筒中部設置注射口，機頭安裝套管式口模 和模面切粒機，將1Kg高熔體強度聚丙烯、O.lKg無規(guī)聚丙烯及其0.006Kg滑石 粉、0.002Kg抗氧化劑1010和0.006Kg硬酯酸酣油酯混合均勻后加入單螺桿擠 出機中，將0.25Kg的丙烷發(fā)泡劑從注射口注入到機筒中，控制口模壓力為 28MPa， 口模溫度為150°C，使切粒后的物料在進入大氣時發(fā)泡，經(jīng)水環(huán)中冷卻， 在離心干燥機和流動床千燥機中進行干燥，得到發(fā)泡聚丙烯珠粒，珠粒的發(fā)泡 倍率為45倍。
權利要求
1.一種擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，其特征是在螺桿擠出機的機筒中部設置注射口，機頭安裝套管式口模和模面切粒機，將聚丙烯發(fā)泡料及其助劑加入螺桿擠出機中，將烷烴發(fā)泡劑從注射口注入機筒中，聚丙烯發(fā)泡料與烷烴的重量比為10～25％，控制口模壓力為5～30MPa，口模溫度為110～150℃，使切粒后的物料在進入大氣時發(fā)泡，經(jīng)冷卻、干燥，得到發(fā)泡聚丙烯珠粒。
2. 根據(jù)權利要求1所述的擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，其特征是所 說的聚丙烯發(fā)泡料為高熔體強度聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丙烯與聚乙烯混合料、 無規(guī)聚丙烯、二元丙烯共聚物和三元丙烯共聚物中的一種或多種混合物。
3. 根據(jù)權利要求1所述的擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，其特征是所 說的助劑為成核劑、抗氧劑、抗收縮劑、化學發(fā)泡劑、交聯(lián)劑和相容劑中的一 種或多種混合物。
4. 根據(jù)權利要求1所述的擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，其特征是所 說的烷烴發(fā)泡劑為正戊垸、異戊烷、丁烷和丙烷中的一種或多種混合物。
5. 根據(jù)權利要求3所述的擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，其特征是所 說的成核劑為碳酸鈣、滑石粉、氧化鎂、二氧化硅、碳黑、苯甲酸、對苯二酸 或苯璜酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開的擠出物理發(fā)泡聚丙烯珠粒的制備方法，是在螺桿擠出機的機筒中部設置注射口，機頭安裝套管式口模和模面切粒機，將聚丙烯發(fā)泡料及其助劑加入螺桿擠出機中，將烷烴發(fā)泡劑從注射口注入機筒中，聚丙烯發(fā)泡料與烷烴的重量比為10～25％，控制口模壓力為5～30MPa，口模溫度為110～150℃，使切粒后的物料在進入大氣時發(fā)泡，經(jīng)冷卻、干燥，即可。本發(fā)明方法可實現(xiàn)聚丙烯發(fā)泡珠粒的連續(xù)擠出，能源消耗量小，采用烷烴發(fā)泡劑，對環(huán)境污染小，且發(fā)泡珠粒中發(fā)泡劑的殘留量少，發(fā)泡倍率高。
文檔編號C08L23/00GK101352923SQ200810120399
公開日2009年1月28日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權日2008年8月26日
發(fā)明者楊春壯, 馬國維, 黃錦偉 申請人:浙江華江科技發(fā)展有限公司