一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑及其製備方法
2023-05-06 13:20:51
一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑及其製備方法，其中發泡劑包括碳酸氫鈉和檸檬酸，所述的碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比為1:0.2~2，且所述的檸檬酸通過溶液包覆法包覆在碳酸氫鈉的外部。本發明所述的改性碳酸氫鈉與純碳酸氫鈉比較，其分解溫度有明顯的提升，且分解溫度範圍較窄，有利於碳酸氫鈉迅速分解，更接近於聚丙烯加工成型溫度和發泡工藝要求，且製備的聚丙烯發泡材料具有泡孔大小事宜，均勻性高的優勢。此外，本發明所使用的原料以及分解產物均為無毒、無害物質，在汽車和生活用品等領域有很好的應用前景。
【專利說明】一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發泡劑及其製備方法，尤其涉及一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑及其製備方法，屬於化工材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]聚丙烯材料綜合力學性能好，熱變形溫度高，化學穩定性好，易加工，並且成本較低，因而在汽車、家電、化工及包裝等領域得到廣泛應用。由於發泡聚丙烯比發泡聚苯乙烯有更優異的性能，在包裝領域有取代發泡聚苯乙烯的趨勢。
[0003]聚丙烯軟化溫度較高，所用發泡劑主要為偶氮二甲醯胺(AC)和偶氮二異丁腈(AIBN)等分解溫度在200V左右的化合物，現在也有使用超臨界二氧化碳(ScCO2)的發泡聚丙烯。但由於應用ScCO2對設備要求較高,而AC、AIBN具有一定環保和健康風險，因此,無法應用於汽車和生活用品等領域。
[0004]碳酸氫鈉是一種可分解放出CO2氣體的化合物，具有加工製備方便、生產成本低和分解產物無毒無汙染等特點。但碳酸氫鈉的分解起始溫度低，分解溫度區間寬，在聚丙烯軟化溫度前易揮發，難以滿足聚丙烯發泡材料的生產要求。因此，有必要對碳酸氫銨進行一定的改性處理。
[0005]曹賢武[I]等曾使用硬脂酸、芥酸作為改性劑對碳酸氫鈉進行改性，在一定程度上提升了熱分解溫度和縮 小了分解溫度區間，但是效果仍然不是很理想。
【發明內容】
[0006]為解決現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種製備方法簡單易行、便於批量生產的聚丙烯發泡材料的改性發泡劑及其製備方法。
[0007]為達到上述目的，本發明是通過以下的技術方案來實現的:
一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑，其特徵在於，包括碳酸氫鈉和檸檬酸，所述的碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比為1:0.2~2，且所述的檸檬酸通過溶液包覆法包覆在碳酸氫鈉的外部。
[0008]且所述的碳酸氫鈉的粉末的粒徑為過100目篩。
[0009]一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟:
(O製備檸檬酸溶液:將檸檬酸加入到無水乙醇中，攪拌至檸檬酸全部溶解；
(2)製備改性發泡劑:將與步驟(1)所述的檸檬酸的質量比為1:0.2^2的碳酸氫鈉加入步驟(1)製備的檸檬酸溶液中，攪拌溶液至無水乙醇全部揮發，得到聚丙烯發泡材料的改性發泡劑。
[0010]進一步，步驟(2)中還包括加熱的步驟，且加熱的溫度低於100°C。
[0011]本發明的有益效果是:本發明所述的改性碳酸氫鈉與純碳酸氫鈉比較，其分解溫度有明顯的提升，且分解溫度範圍較窄，有利於碳酸氫鈉迅速分解，更接近於聚丙烯加工成型溫度和發泡工藝要求，其分解溫度和分解區間更適合聚丙烯發泡材料的生產，且製備的聚丙烯發泡材料具有泡孔大小事宜，均勻性高的優勢。此外，本發明所使用的原料以及分解產物均為無毒、無害物質，在汽車和生活用品等領域有很好的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明實施例1所述的碳酸氫鈉改性前後的DSC曲線圖；
圖2為本發明實施例1所述的發泡聚丙烯製品的截面示意圖。
[0013]圖3為本發明實施例2所述的碳酸氫鈉改性前後的DSC曲線圖；
圖4為本發明實施例2所述的發泡聚丙烯製品的截面示意圖。
[0014]圖5為本發明實施例3所述的碳酸氫鈉改性前後的DSC曲線圖；
圖6為本發明實施例3所述的發泡聚丙烯製品的截面示意圖。
[0015]【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖和具體實施例對本發明進行具體的介紹。
[0017]實施例1:
步驟(1):稱取50g無水的檸檬酸顆粒，加入盛有500ml無水乙醇溶液的帶有攪拌的容器中，開啟攪拌，直至檸檬酸完全溶解。
[0018]步驟(2):將碳酸氫鈉粉末經100目標準`篩過篩處理後，稱取100g篩下料，加入步驟(I)的容器中，調節溫度為60°c，充分攪拌至燒杯中的無水乙醇完全揮發完，稍加研磨後得到改性碳酸氫鈉粉末。
[0019]步驟(3):製備發泡母粒:按下列配比(質量百分比):低密度聚乙烯(LDPE)50%，EVA20%,改性碳酸氫鈉20%，硬脂酸鋅(ZnSt)5%和超微細碳酸鈣(CaCO3)5%，120°C在塑料造粒機中造粒。
[0020]步驟(4):聚丙烯發泡材料製備:按下列配比(質量百分比):聚丙烯(PP) 98%，發泡母粒2%，210°C注塑成型，得到聚丙烯發泡材料。
[0021]圖1為本發明實施例1所述的碳酸氫鈉改性前後的DSC曲線圖；圖2為本發明實施例I所述的發泡聚丙烯製品的截面示意圖。
[0022]實施例2:
步驟(1):稱取100g無水檸檬酸顆粒，加入盛有500ml無水乙醇溶液的帶有攪拌的容器中，開啟攪拌，直至檸檬酸完全溶解。
[0023]步驟(2):將碳酸氫鈉粉末經100目標準篩過篩處理後，稱取100g篩下料，加入步驟(I)的容器中，調節溫度為60°c，充分攪拌直至燒杯中的無水乙醇完全揮發完，稍加研磨後得到改性碳酸氫鈉粉末。
[0024]步驟(3):製備發泡母粒:按下列配比(質量百分比):低密度聚乙烯(LDPE)50%，EVA20%,改性碳酸氫鈉20%，硬脂酸鋅(ZnSt)5%和超微細碳酸鈣(CaCO3)5%，120°C在塑料造粒機造粒。
[0025]步驟(4):聚丙烯發泡材料製備:按下列配比(質量百分比):聚丙烯(PP) 98%，發泡母粒2%，210°C注塑成型，得到聚丙烯發泡材料。
[0026]圖3為本發明實施例2所述的碳酸氫鈉改性前後的DSC曲線圖；圖4為本發明實施例2所述的發泡聚丙烯製品的截面示意圖。
[0027]實施例3:
步驟(1):稱取150g無水檸檬酸顆粒，加入盛有500ml無水乙醇溶液的帶有攪拌的容器中，開啟攪拌，直至檸檬酸完全溶解。
[0028]步驟(2):將碳酸氫鈉粉末經100目標準篩過篩處理後，稱取100g篩下料，加入步驟(I)的容器中，調節溫度為60°c，充分攪拌直至燒杯中的無水乙醇完全揮發完，稍加研磨後得到改性碳酸氫鈉粉末。
[0029]步驟(3):製備發泡母粒:按下列配比(質量百分比):低密度聚乙烯(LDPE)50%，EVA20%,改性碳酸氫鈉20%，硬脂酸鋅(ZnSt)5%和超微細碳酸鈣(CaCO3)5%，120°C在塑料造粒機造粒。
[0030]步驟(4):聚丙烯發泡材料製備:按下列配比(質量百分比):聚丙烯(PP) 98%，發泡母粒2%，210°C注塑成型，得到聚丙烯發泡材料。
[0031]圖5為本發明實施例3所述的碳酸氫鈉改性前後的DSC曲線圖；圖6為本發明實施例3所述的發泡聚丙烯製品的截面示意圖。
[0032]由圖1、圖3和圖5可見，改性碳酸氫鈉與純碳酸氫鈉比較，其分解溫度均有明顯的提升，且分解溫度範圍較窄，有利於碳酸氫鈉迅速分解，更接近於聚丙烯加工成型溫度和發泡工藝要求。由圖2、圖4和圖6比較可見，檸檬酸與碳酸氫鈉比例為1:1時泡孔細小均勻，發氣量大，經測試材料密度為0.8 g/cm3。
[0033]本發明按照上述實施例進行了說明應當理解，上述實施例不以任何形式限定本發明，凡採用等同替換或等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑，其特徵在於，包括碳酸氫鈉和檸檬酸，所述的碳酸氫鈉與檸檬酸的質量比為1:0.2~2，且所述的檸檬酸通過溶液包覆法包覆在碳酸氫鈉的外部。
2.根據權利要求1所述的一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑，其特徵在於，所述的碳酸氫鈉的粉末的粒徑為過100目篩。
3.一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (O製備檸檬酸溶液:將檸檬酸加入到無水乙醇中，攪拌至檸檬酸全部溶解； (2)製備改性發泡劑:將與步驟(1)所述的檸檬酸的質量比為1:0.2^2的碳酸氫鈉加入步驟(1)製備的檸檬酸溶液中，攪拌溶液至無水乙醇全部揮發，得到聚丙烯發泡材料的改性發泡劑。
4.根據權利要求3所述的一種聚丙烯發泡材料的改性發泡劑的製備方法，其特徵在於，步驟(2)中還包括加熱的步 驟，且加熱的溫度低於100°C。
【文檔編號】C08L23/12GK103881238SQ201410112802
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】汪理文, 姚斯嘉, 翁永華, 周竹發, 丁賢麟 申請人:蘇州潤佳工程塑料股份有限公司