一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒的制备方法,包括以下组分：分散剂，所述分散剂粒径为0.01‑60μm的无机物微粒；聚丙烯聚合物，所述聚丙烯聚合物为丙烯和共聚单体的共聚物，丙烯摩尔分数≥60％；水性分散介质；物理发泡剂。优选的分散剂为粒径为0.1‑15μm的水合硅铝酸盐的高岭土，每100重量份的分散介质中水合硅铝酸盐的高岭土的添加量0.01‑5重量份。由于分散剂在水中悬浮性能好，在发泡完成后的清洗工艺中，分散剂更易从发泡粒子的表面除去，成型过程中发泡粒子表面的无机物阻隔少，在更低的蒸汽压力下发泡粒子能有很好的熔结，节省发泡珠粒模塑成型时的能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚丙烯发泡珠粒，具体为一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯发泡材料有着优异的力学性能，且易于回收再利用，正逐步的取代聚苯乙烯发泡材料，应用越来越广泛。聚丙烯发泡珠粒(EPP)既有高的膨胀比，又能模塑成型为形状复杂、尺寸精度高的制品，极大地扩展了发泡材料的应用领域，EPP制件在包装、汽车制造业等领域的使用日益增加。目前，工业上采用间歇式反应釜发泡法生产聚丙烯发泡珠粒，然后通过水蒸气模塑成型的方法将EPP珠粒熔结成各式各样的使用产品。生产发泡珠粒：聚丙烯树脂颗粒、水性分散介质、分散剂、发泡剂一起被装入密闭的高压釜，在搅拌的作用下，通过加热装置将釜中的分散体加热至高于聚丙烯软化点的温度，让发泡剂充分的浸渍聚丙烯树脂颗粒，然后将分散体卸料到大气中得到发泡珠粒。发泡过程中分散剂的作用是防止受热软化的树脂颗粒相互粘结，另一方面，卸压得到的发泡珠粒经水槽水洗后其表面仍会粘附一定量的分散剂，这会阻碍发泡粒子在蒸汽模塑过程中相互熔结，导致EPP珠粒模塑成型的蒸汽压力更高，且易出现表面熔结缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有EPP珠粒模塑成型时，发泡珠粒经水槽水洗后其表面仍会粘附一定量的分散剂，阻碍发泡粒子在蒸汽模塑过程中相互熔结，导致EPP珠粒模塑成型的蒸汽压力较高，同时可以较大程度上改善制品表面缺陷等问题，提供一种易于模塑成型的发泡聚丙烯珠粒的生产方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，包括以下组分：分散剂，所述分散剂粒径为0.01-60μm的无机物微粒；包括氧化锌、硫酸钡、碳酸钙、硅铝酸盐等，优选主要成分为水合硅铝酸盐的高岭土，因为水合高岭土在水中的悬浮性好，优选水合硅铝酸盐的高岭土的尺寸为0.1-15μm；在一定范围内水合硅铝酸盐的高岭土的粒径越小，其比表面积越大分散效果会更好，且在水中的悬浮性能更好，更易被洗涤，但水合硅铝酸盐的高岭土的粒径太小易团聚严重，反而导致其分散效果变差。优选水合高岭土用量为每100重量份的分散介质，添加高岭土0.01-5重量份，更优选0.05-1重量份。所选高岭土作为分散剂，其分散机理是在分散介质中形成胶体并单独的包裹每一个悬浮在分散介质中的聚丙烯颗粒，防止发泡过程中受热软化的聚丙烯颗粒相互粘结。聚丙烯聚合物，所述聚丙烯聚合物为丙烯和一种或多种共聚单体的共聚物，丙烯摩尔分数≥60％；优选至少≥80％，两种或多种共聚物的混合物，或者均聚物和共聚物的混合物。共聚物的例子包括丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物。水性分散介质；分散介质为乙醇、甘油、水中的任意一种，优选水，更优选去离子水。物理发泡剂；所述物理发泡剂为丁烷、戊烷、水蒸气、空气和CO2中的任意一种。专利技术所得到的聚丙烯发泡珠粒的DSC熔融曲线均出现双熔融峰结构，其中高温熔融峰出现是因为在发泡过程的气体浸渍期间，树脂颗粒中有未熔的晶体进一步重排、完善而形成了熔融温度高于聚丙烯原始熔点的晶体结构；低温熔融峰的出现是气体浸渍期间树脂中已融化的晶体在释压后的冷却过程中重结晶的缘故。EPP制件模塑成型的蒸汽温度一般选在EPP双熔融峰之间的温度。在成型时EPP的低温晶体融化以促进珠粒间的粘结，而高温晶体不熔化以保证发泡珠粒的泡孔形态和模塑制品的力学性能。高温熔融峰的热焓值一般优选为2-20J/g，其热焓过低发泡珠粒的吸能性会变差，热焓值高时发泡珠粒不易熔结。本专利技术的易于模塑成型的发泡聚丙烯珠粒是一种表面残留无机颗粒少(表面残留的无机物会很大程度上提高EPP粒子粘合温度)而易于熔结的成型用发泡聚丙烯珠粒。由于分散剂在水中悬浮性能好，在发泡完成后的清洗工艺中，分散剂更易从发泡粒子的表面除去，成型过程中发泡粒子表面的无机物阻隔少，在更低的蒸汽压力下发泡粒子能有很好的熔结，节省发泡珠粒模塑成型时的能耗。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的聚丙烯发泡珠粒典型的双熔融峰曲线；图2是实施例1的发泡聚丙烯珠粒表面SEM图片；图3是实施例4的发泡聚丙烯珠粒表面SEM图片。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，包括以下组分：分散剂，分散剂粒径为20μm的水合硅铝酸盐的高岭土，用量为3kg；丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物树脂500kg，丙烯摩尔分数≥80％；水性分散介质去离子水1000kg；物理发泡剂CO2。实施例2一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，包括以下组分：分散剂，分散剂粒径为20μm的水合硅铝酸盐的高岭土，用量为2kg；丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物树脂500kg，丙烯摩尔分数≥80％；水性分散介质去离子水1000kg；物理发泡剂CO2。实施例3一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，包括以下组分：分散剂，分散剂粒径为2μm的水合硅铝酸盐的高岭土，用量为3kg；丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物树脂500kg，丙烯摩尔分数≥80％；水性分散介质去离子水1000kg；物理发泡剂CO2。实施例4一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，包括以下组分：分散剂，分散剂粒径为2μm的水合硅铝酸盐的高岭土，用量为2kg；丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物树脂500kg，丙烯摩尔分数≥80％；水性分散介质去离子水1000kg；物理发泡剂CO2。实施例5一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，包括以下组分：分散剂，分散剂粒径为5μm的粘土，用量为2kg；丙烯-乙烯无规共聚物或丙烯均聚物500kg，丙烯摩尔分数≥80％；水性分散介质去离子水1000kg；物理发泡剂CO2。在模塑成型的板材(120cm×100cm×10cm)的最长边(120cm)上，沿一条垂直于其纵向的等分线，形成一个2cm深度的切口，通过弯曲，样品沿切割线断裂成两半，观察断面，断面上损坏泡孔的珠粒数目占总珠粒数目的百分比即为样品的熔结程度，此比例越高表明熔结越好。由实施例1和实施例2、实施例3和实施例4比较，可以表明在高岭土粒径相同的条件下，发泡过程中高岭土的添加量越少，则在相同成型压力下EPP珠粒体现出更优的熔结性能，基本达到下游客户成型制件熔结度要求。从实施例1和实施例3、实施例2和实施例4两个实施例比较，可以表明，在高岭土相同添加量的情况下，粒径更小的高岭土作分散剂时，EPP珠粒表现出更低的成型压力和更好的熔结度。由实施例2和3对比可以表明，相对于大粒径高岭土而言，粒径小的高岭土即使在高添加量的情况下，依然具有较低的成型压力和较好的熔结度，以上实施例的结果都证明了粒径较小的高岭土因其在水中悬浮性更好，在洗涤工序中更易从EPP珠粒表面除去，有助于EPP珠粒在较低的成型压力时具有更优的熔结度。图1是本专利技术的聚丙烯发泡珠粒典型的双熔融峰曲线；其熔融双峰的形成原因和对成型的影响在
技术实现思路
中已提及。图2是实施例1的发泡聚丙烯珠粒表面SEM图片；选用粒径大的高岭土作分散剂时，高岭土在水中悬浮性相对较差，在清洗工艺中不易被洗掉，残留在EPP珠粒表面的分散剂较多，阻碍EP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，包括以下组分：分散剂，所述分散剂粒径为0.01‑60μm的无机物微粒；聚丙烯聚合物，所述聚丙烯聚合物为丙烯和共聚单体的共聚物，丙烯摩尔分数≥60％；水性分散介质；物理发泡剂。

【技术特征摘要】
1.一种易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，包括以下组分：分散剂，所述分散剂粒径为0.01-60μm的无机物微粒；聚丙烯聚合物，所述聚丙烯聚合物为丙烯和共聚单体的共聚物，丙烯摩尔分数≥60％；水性分散介质；物理发泡剂。2.如权利要求1所述的易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，所述分散剂为氧化锌、硫酸钡、碳酸钙、硅铝酸盐和水合硅铝酸盐的高岭土的任意一种或几种。3.如权利要求2所述的易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，所述分散剂为粒径为0.1-15μm的水合硅铝酸盐的高岭土，每100重量份的分散介质中水合硅铝酸盐的高岭土的添加量0.01-5重量份。4.如权利要求3所述的易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，其特征在于，每100重量份的分散介质中水合硅铝酸盐的高岭土的添加量0.05-1重量份。5.如权利要求1所述的易于模塑成型的聚丙烯发泡珠粒，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊业志，杨亮炯，黄二波，刘缓缓，曾佳，
申请(专利权)人：无锡会通轻质材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32