一种注塑级聚丙烯微孔发泡复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种注塑级聚丙烯微孔发泡复合材料及其制备方法，更具体的是通过 添加微交联聚丙烯和聚乙烯来改善泡孔结构，采用碳酸氢钠与硬脂酸的复合发泡剂来抑制 气味的聚丙烯微孔发泡复合材料。可用于汽车内外饰配件、家用电器和包装材料，属于高分 子材料加工及改性技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯(PP)具有透明性好、质量轻、耐热性好、价格低、无毒、耐腐蚀性好、电绝缘 性优良、加工性好等优点，此外，较高的结晶度使其屈服强度、拉伸强度、表面硬度及弹性模 量都比较优异，并有突出的耐环境应力开裂性和耐磨性。基于以上优点，聚丙烯在汽车工 业、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面具有广泛的应用。
[0003] 随着社会的发展、科技的进步，减重降本这一理念逐渐深入人心。而聚合物发泡材 料是在聚合物基体中通入一定量气体，将制品的密度降低，从而可达到减重、降本的目的， 同时具有质量轻、隔热、隔音、比强度高、价格低等优点，因此，聚合物发泡材料受到研究人 员广泛的关注。鉴于PP的众多优点，PP发泡材料已经被认为是继聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯 泡沫材料之后更具应用价值和市场潜力的发泡材料。同时，近年来PP在汽车工业上的应用 逐渐增加，PP微孔发泡的研究对于实现汽车轻量化具有重要意义。但是，普通PP属于线性结 晶性聚合物，其熔融后粘度急速下降，特别是拉伸粘度，同时结晶过程中会释放出大量的结 晶热，使PP熔体粘度和强度进一步下降，造成PP发泡时泡孔壁很容易破裂，泡孔内的气体会 迅速逃逸到聚合物基体外，造成泡孔塌陷，以致难以形成优良的泡孔结构。因此，为了获得 高质量的PP微孔发泡材料，必须对其改性以提高其熔体强度。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种注塑级聚丙烯微孔发泡复合材料及其制备方法，以解决 现有技术的不足之处。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] -种注塑级聚丙烯微孔发泡复合材料，按重量百分比计，其组成和配比为：
[0007] 聚丙烯复合材料90~99.9%，
[0008] 发泡剂 0.1 ~10%，
[0009] 其中，所述的聚丙烯复合材料按以下重量百分比的原料配制而成：
[0010] 常规聚丙烯42~95%，
[0011] 微交联聚丙稀0.1~15%，
[0012] 聚乙烯 0.1 ~1〇%，
[0013] 滑石粉填料〇.1~25%，
[0014] 增韧剂 0.1 ~15%，
[0015] 抗氧剂0.1~5%，
[0016] 其他助剂0~3%。
[0017] 所述的发泡剂为碳酸氢钠与硬脂酸配制的复合发泡剂，市售可得。
[0018] 所述的常规聚丙烯为230°C，2.16kg的测试条件下，熔融指数在1~100g/10min之 间的共聚聚丙烯。
[0019] 所述的微交联聚丙烯，在230°C，2.16kg的测试条件下，熔融指数在0.5~5g/10min 之间。
[0020] 所述的聚乙烯为高密度聚乙烯，在190°C，2.16kg的测试条件下，熔融指数在1~ 30g/10min之间，优选为5~20g/10min之间。
[0021 ]所述的滑石粉填料其粒径小于20微米，优选在1~10微米之间。
[0022]所述的增韧剂为乙烯/辛烯共聚物P0E，在190°C，2.16kg的测试条件下，熔融指数 在0 · 5~30g/10min之间，密度在0 · 86~0 · 92g/cm3之间。
[0023]所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂； 辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。
[0024] 所述的主抗氧剂为3,5_二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯（3114)、四[β-(3,5-二 叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010)和硫代二丙酸十八酯(DSTP)中的一种或几 种;所述的辅抗氧剂为二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯（618)或三(2,4_二叔丁基苯基）亚磷 酸酯（168)。
[0025] 上述注塑级聚丙烯微孔发泡复合材料的制备方法，其步骤如下：
[0026] (1)根据权利要求1所述的比例称取常规聚丙烯，微交联聚丙烯，聚乙烯，滑石粉填 料，增韧剂，抗氧剂及其他助剂，并在高速混合机中混合2~5min。
[0027] (2)将步骤（1)中均匀的混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，挤出机 各段温度如下:一区190~200°C，二区210~220°C，三区210~220°C，四区210~220°C，五区 215~225°C，六区215~225°C，七区215~225°C，机头温度210~220C，压力12~18MPa，物料 在挤出机中停留1~2min。
[0028] (3)将90~99.9wt%的聚丙烯复合材料与0.1~10wt%的发泡剂混合均匀后，采用 二次开模技术，由注塑机进行微孔注塑发泡成型，注塑机各段温度如下：一区170~180°C， 二区200~210°C，三区210~220°C，四区200~210°C，五区 170~180°C。
[0029] 本发明通过添加微交联聚丙烯和聚乙烯来提高聚丙烯的熔体强度及发泡性能，从 而改善泡孔结构，同时以碳酸氢钠与硬脂酸的复合物为发泡剂，避免了所得制品产生不良 的气味。
【具体实施方式】
[0030] 本发明可通过下面优选方案做进一步的阐述，但这些实施例仅在于举例说明，不 对本发明的范围做出界定。
[0031] 在实施例和对比例的复合材料配方中，所用常规聚丙烯为韩国SK化学提供的共聚 聚丙烯，商品牌号为BX3920。微交联聚丙烯由北欧化工提供，商品牌号为WB140HMS。高密度 聚乙烯由福建炼化提供，商品牌号HDPE 8008。增韧剂Ρ0Ε由三井化学提供，商品牌号为 DF8200。主抗氧剂为BASF提供的3114，商品牌号为IrganoX 3114及英国ICE公司提供的 DSTP，商品牌号为Negonox DSTP。辅助抗氧剂为BASF提供的168,商品牌号为Igrafos 168。 改性碳酸氢钠类发泡剂由上海杰上杰提供，商品牌号为PP2158S。
[0032] 实施例1
[0033]将61.4份常规聚丙烯，2份微交联聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韧剂Ρ0Ε，0.15份抗氧剂3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合机中混合2 ~5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，挤出机各段温 度如下：一区190~200°C，二区210~220°C，三区210~220°C，四区210~220°C，五区215~ 225°C，六区215~225°C，七区215~225°C，机头温度210~220°C，压力12~18MPa，物料在挤 出机中停留1~2min。由此制得熔体强度较高的聚丙烯复合材料。
[0034] 将98份聚丙烯复合材料与2份复合发泡剂混合均匀后，采用二次开模技术，由注塑 机进行微孔注塑发泡成型，注塑机各段温度如下：一区170~180°C，二区200~210°C，三区 210~220°C，四区200~210°C，五区170~180°C。由此制得聚丙烯微孔发泡材料。
[0035] 实施例2
[0036]将59.4份常规聚丙烯，4份微交联聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韧剂Ρ0Ε，0.15份抗氧剂3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合机中混合2 ~5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，挤出机各段温 度如下：一区190~200°C，二区210~220°C，三区210~220°C，四区210~220°C，五区215~ 225°C，六区215~225°C，七区215~225°C，机头温度210~220°C，压力12~18MPa，物料在挤 出机中停留1~2min。由此制得熔体强度较高的聚丙烯复合材料。
[0037] 将98份聚丙烯复合材料与2份复合发泡剂混合均匀后，采用二次开模技术，由注塑 机进行微孔注塑发泡成型，注塑机各段温度如下：一区170~180°C，二区200~210°C，三区 210~220°C，四区200~210°C，五区170~180°C。由此制得聚丙烯微孔发泡材料。
[0038] 实施例3
[0039] 将57.4份常规聚丙烯，6份微交联聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韧剂Ρ0Ε，0.15份抗氧剂3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合机中混合2 ~5min，待混合均匀后，将混合物加入双螺杆挤出机中，进行熔融挤出造粒，挤出机各段温 度如下：一区190~200°C，二区210~220°C，三区210~220°C，四区210~220°C，五区215~ 225°C，六区215~225°C，七区215~225°C，机头温度210~220°C，压力12~18MPa，物料在挤 出机中停留1~2min。由此制得熔体强度较高的聚丙烯复合材料。
[0040] 将98份聚丙烯复合材料与2份复合发泡剂混合均匀后，采用二次开模技术，由注塑 机进行微孔注塑发泡成型，注塑机各段温度如下：一区170~180°C，二区200~210°C，三区 210~220°C，四区200~210°C，五区170~180°C。由此制得聚丙烯微孔发泡材料。
[0041 ] 实施例4
[0042]将55.4份常规聚丙烯，8份微交联聚丙烯，4份高密度聚乙烯，20份10000目滑石粉 填料，12份增韧剂Ρ0Ε，0.15份抗氧剂3114、0.15份DSTP和0.3份168投入高速混合机中混合2 ~5min，待混合均匀后，将混合物