一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料制造技术

本发明专利技术公开了一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，为双层核壳结构，包括内层高弹性芯层和外层耐刮擦皮层，所述内层高弹性芯层与外层耐刮擦皮层质量比为70:30

【技术实现步骤摘要】
一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料


[0001]本专利技术涉及发泡聚丙烯材料
，具体为一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料。

技术介绍

[0002]发泡聚丙烯材料由于其轻质、可回收再利用、有良好的缓冲、隔音、隔热性能，作为一种新型材料，被越来越多地运用到汽车配件、包装、建筑、体育娱乐等领域。尤其是当作为包装材料时，对比发泡聚苯乙烯材料的异味大、不环保、强度差等缺点，通过超临界二氧化碳发泡的聚丙烯材料的力学强度、缓冲性能、环保等优势体现得淋漓尽致。因此，越来越多的家电产品、服装鞋帽、烟酒生鲜、汽车配件，甚至是军用设备器械，如枪支弹药等，都会使用发泡聚丙烯作为优选包装材料之一。
[0003]然而，当发泡聚丙烯作为一些大型复杂硬质制件，如电子电路板、电子设备机箱、金属板材等的包装材料时，运输过程中会不可避免地被这些硬质制件的锐利的接触角划伤，留下丑陋的“疤痕”。从外型美观的角度考虑，这些“疤痕”严重影响了发泡聚丙烯包装材料的二次循环利用，造成了浪费。
[0004]提高材料耐刮擦性能的常规方法包括：1.添加适合的无机填料，如滑石粉、硅灰石、纳米白炭黑、片状石墨等。通过选取适当的无机微粒的尺寸和偶联剂的种类，改善材料的压缩形变和耐刮擦性能。2.添加有机助剂，如芥酸酰胺、油酸酰胺、含氟化物等。这些有机助剂能迁移到材料的表面或“起霜”白化，产生一层极薄的光滑层，在减少了材料表面摩擦系数的同时，也降低了划痕的可见度。3.涂刷有机树脂保护层，如聚甲基丙烯酸甲酯涂层、四氟乙烯/偏氟乙烯涂层等。
[0005]然而，仅仅通过添加无机填料和有机助剂等常规提高耐刮擦的方法并不能很好地解决发泡聚丙烯包装材料的刮擦性能差的问题。这是因为由于发泡聚丙烯包装材料是发泡聚丙烯珠粒通过蒸汽模压成型，珠粒与珠粒之间无法做到完美的粘合，材料的表面会不可避免地存在一些缝隙和“针眼”。在被硬质制件刮擦后，不规整的表面更加重了光线的散射作用，从而使得刮擦后留下的“疤痕”更加显而易见。此外，涂刷有机保护层由于成本和工时消耗较大，在工业应用领域也比较难被推广。因此，设计一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料是很有必要的。

技术实现思路

[0006]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，当该材料应用于包装领域，在提供良好的轻质、缓冲性能的同时，优异的耐刮差性能可以保证在运输过程中不被硬质制件划伤，提高了材料的二次重复使用率，节省了材料的资源消耗。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，为双层核壳结构，包括内层高弹性芯层和外层耐刮擦皮层，所述内层高弹性芯层与外层
耐刮擦皮层质量比为70:30
‑
95:5；
[0008]所述内层高弹性芯层包括80
‑
95质量份聚丙烯树脂，5
‑
20质量份热塑性弹性体，0.5
‑
5质量份润滑剂，0.5
‑
5质量份抗氧剂和0.01
‑
0.5质量份发泡助剂；
[0009]所述外层耐刮擦皮层包括70
‑
90质量份聚丙烯树脂，10
‑
30质量份热塑性弹性体，0.5
‑
5质量份润滑剂，0.5
‑
5质量份抗氧剂和1
‑
10质量份耐刮擦剂。
[0010]进一步的，所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、乙丙共聚物、丙烯
‑
丁烯共聚物中的一种或多种复配，其熔融指数为5
‑
10g/10min。所述乙丙共聚物包括乙丙嵌段共聚物和/或乙丙无规共聚物，所述丙烯
‑
丁烯共聚物包括丙烯
‑
丁烯嵌段共聚物和/或丙烯
‑
丁烯无规共聚物。
[0011]进一步的，所述聚丙烯树脂维卡软化点为90～125℃，其中含有的乙丙共聚物的含量≥40wt％，乙丙共聚物中乙烯含量≤10wt％。
[0012]进一步的，所述热塑性弹性体为丙烯基弹性体、乙烯基弹性体、聚酯基弹性体、聚氨酯基弹性体、聚苯乙烯基弹性体中的一种或多种，丙烯基弹性体和聚酯基弹性体的共混物是优选的。
[0013]进一步的，所述丙烯基弹性体为含有乙烯、丁烯、己烯和/或辛烯与丙烯的嵌段共聚结构，可以为日本三井化学公司的Tafmer XM弹性体系列、埃克森美孚化工公司的威达美弹性体系列、美国陶氏化学公司的VERSIFY弹性体系列等；所述聚酯基弹性体为乙烯与丙烯酸甲酯的二元共聚物，所述丙烯酸甲酯含量≤30wt％，可以为美国杜邦公司的EMA弹性体系列；所述丙烯基弹性体和聚酯基弹性体按7:3质量比共混，最终得到的弹性体共混物的邵氏硬度≤50D，维卡软化点为70～115℃，熔融指数为5
‑
10g/10min。
[0014]进一步的，所述耐刮擦剂为分子量≥60万的大分子量的硅氧烷聚合物，维卡软化点≤90℃，所述硅氧烷聚合物的主链端基或侧基含有有机硅酮改性聚合物，可以为德国赢创公司的TEGOMER硅氧烷耐刮擦助剂系列。外层耐刮擦皮层中所述硅氧烷聚合物优选的含量为2
‑
10质量份。相对与小分子量硅氧烷聚合物易迁移且只能提供较为短暂的耐刮擦效果，大分子量硅氧烷聚合物迁移较少，稳定性高，提供的耐刮擦效果更为持久。但当分子量大于500万时，硅氧烷聚合物在聚丙烯基材中分散性较差，同时也增加量挤出加工的难度。
[0015]进一步的，所述润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸单甘油酯、乙烯基双硬酯酰胺、三硬脂酸甘油酯、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种，优选的为油酸酰胺。
[0016]进一步的，所述抗氧剂为β
‑
(3.5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸十八碳醇酯，β
‑
(3.5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇脂，三(2，4
‑
二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种，优选为β
‑
(3.5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸季戊四醇脂。
[0017]进一步的，所述发泡助剂为蒙脱土、滑石粉、硼酸锌、碳酸钙、碳酸镁、玻璃纤维、金属纤维、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铝、硫酸铝钾、氟碳化物中的一种或几种混合，优选为氟碳化物聚四氟乙烯，粒径为5
‑
20微米。
[0018]一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019]S1、通过高速混合机均匀地混合80
‑
95质量份聚丙烯树脂、5
‑
20质量份热塑性弹性体、0.5
‑
5质量份润滑剂、0.5
‑
5质量份抗氧剂、0.01
‑
0.5质量份发泡助剂，混合完成后，将混合物投入到主挤出机中；通过高速混合机均匀地混合70<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，为双层核壳结构，包括内层高弹性芯层和外层耐刮擦皮层，其特征在于：所述内层高弹性芯层与外层耐刮擦皮层质量比为70:30
‑
95:5；所述内层高弹性芯层包括80
‑
95质量份聚丙烯树脂，5
‑
20质量份热塑性弹性体，0.5
‑
5质量份润滑剂，0.5
‑
5质量份抗氧剂和0.01
‑
0.5质量份发泡助剂；所述外层耐刮擦皮层包括70
‑
90质量份聚丙烯树脂，10
‑
30质量份热塑性弹性体，0.5
‑
5质量份润滑剂，0.5
‑
5质量份抗氧剂和1
‑
10质量份耐刮擦剂。2.根据权利要求1所述的一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯、乙丙共聚物、丙烯
‑
丁烯共聚物中的一种或多种复配，其熔融指数为5
‑
10g/10min，所述乙丙共聚物包括乙丙嵌段共聚物和/或乙丙无规共聚物，所述丙烯
‑
丁烯共聚物包括丙烯
‑
丁烯嵌段共聚物和/或丙烯
‑
丁烯无规共聚物。3.根据权利要求2所述的一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂维卡软化点为90～125℃，其中含有的乙丙共聚物的含量≥40wt%，乙丙共聚物中乙烯含量≤10wt%。4.根据权利要求1所述的一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述热塑性弹性体为丙烯基弹性体、乙烯基弹性体、聚酯基弹性体、聚氨酯基弹性体、聚苯乙烯基弹性体中的一种或多种，丙烯基弹性体和聚酯基弹性体的共混物是优选的。5.根据权利要求4所述的一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述丙烯基弹性体为含有乙烯、丁烯、己烯和/或辛烯与丙烯的嵌段共聚结构，所述聚酯基弹性体为乙烯与丙烯酸甲酯的二元共聚物，所述丙烯酸甲酯含量≤30wt%，所述丙烯基弹性体和聚酯基弹性体的共混物的邵氏硬度≤50D，维卡软化点为70～115℃，熔融指数为5
‑
10g/10min。6.根据权利要求1所述的一种耐刮擦、高弹性的发泡聚丙烯材料，其特征在于：所述耐刮擦剂为分子量≥60万的大分子量的硅氧烷聚合物，维卡软化点≤90℃，所述硅氧烷聚合物的主链端基或侧基含有有机硅酮改性聚合物，外层耐刮擦皮层中所述硅氧烷聚合物的含量为2
‑
10质量份。7.根据权利要求1所述的一种耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋璠晖，何若虚，史亚杰，宋新意，熊业志，刘缓缓，曾佳，高浩瑞，朱民，
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：