權(quán)利要求

1.改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，其特征在于，采用硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備而成；所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下成分， 聚丙烯樹脂：70~90份； 硅酸鹽：5~20份； 相容助劑：3~5份； 偶聯(lián)劑：2~5份； 所述聚丙烯樹脂為具有共聚單體的聚丙烯樹脂，其在230℃、負(fù)載2.16Kg條件下的熔體流動(dòng)速率為2~10g/10min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，其特征在于，所述聚丙烯樹脂為巴塞爾RS1684。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，其特征在于，所述硅酸鹽為蒙脫土、高嶺土、莫斯科土和滑石粉中的一種或多種，其粒徑為800~4000目。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，其特征在于，所述相容助劑為PP-g-MAH。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和/或硅烷偶聯(lián)劑。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，其特征在于，所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒的制備方法為， 將聚丙烯樹脂、硅酸鹽、相容助劑和偶聯(lián)劑采用高速混合機(jī)混合10~15分鐘，得到混合物； 用雙螺桿擠出機(jī)將混合物熔融共混后擠出拉條、水冷、切粒、干燥、分篩，得到所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒； 其中，將混合物熔融共混后擠出的參數(shù)包括：擠出機(jī)主喂料50kg/h；加料階段溫度為170~190℃；熔融段溫度為190~220℃；計(jì)量段溫度為190~220℃；擠出的溫度為170~220℃，擠出的螺桿轉(zhuǎn)速為70~200rpm，擠出的口模壓力為2~8MPa。 7.改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟， S1.將權(quán)利要求1所述的硅酸鹽改性的聚丙烯母粒使用模壓設(shè)備壓成板材后，經(jīng)過冷卻定型得到厚度為10-50mm的聚丙烯預(yù)發(fā)泡板；其中，所述模壓設(shè)備的參數(shù)設(shè)置為溫度200-220℃、壓力4-6MPa、時(shí)間10-15min； S2.將聚丙烯預(yù)發(fā)泡板放入恒溫T的模腔內(nèi)，充入超臨界流體進(jìn)行滲透、溶脹，達(dá)到平衡狀態(tài)，形成聚合物-超臨界流體均相體系； S3.以泄壓速率10-80MPa/s泄壓發(fā)泡，使體系內(nèi)壓力泄壓至0，聚丙烯預(yù)發(fā)泡板發(fā)泡膨脹，得到發(fā)泡10-30倍的聚丙烯發(fā)泡板材，即為權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料。 8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述的T低于聚丙烯的熔融溫度T m；采用的超臨界流體為超臨界N 2和/或CO 2，超臨界流體壓力7.2-20MPa，平衡時(shí)間1-5h。 9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述泄壓速率優(yōu)選為20-50MPa/s。 10.改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的應(yīng)用，其特征在于，將權(quán)利要求1所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料用于汽車頂棚和建筑領(lǐng)域。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚丙烯是一種結(jié)構(gòu)規(guī)整的結(jié)晶性聚合物，系白色蠟狀材料，外觀透明而輕?；瘜W(xué)式為(C 3H 6) n，密度為0.89～0.91g/cm 3，易燃，熔點(diǎn)165℃，使用溫度范圍為-30～140℃。聚丙烯是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，具有耐化學(xué)性、耐熱性、電絕緣性、高強(qiáng)度機(jī)械性能和良好的高耐磨加工性能等優(yōu)點(diǎn)，使得聚丙烯自問世以來，便迅速在機(jī)械、汽車、電子電器、建筑、紡織、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛的開發(fā)應(yīng)用。

發(fā)泡聚丙烯（Expanded polypropylene）是一種高性能發(fā)泡樹脂，樹脂經(jīng)過物理、化學(xué)等方式發(fā)泡（膨脹）5倍～50倍，得到的發(fā)泡制品具有輕質(zhì)省料、節(jié)能環(huán)保、抗沖吸能等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以節(jié)約大量的原料，減少地球資源的浪費(fèi)，而且具有優(yōu)異隔熱性，被應(yīng)用于建筑保溫、汽車隔熱等領(lǐng)域。

但是，發(fā)泡聚丙烯在80℃以上的溫度很容易發(fā)生尺寸變形，從而影響發(fā)泡聚丙烯在較高溫度場(chǎng)景（80~110℃）的長(zhǎng)期使用。特別是用于汽車頂棚和建筑材料時(shí)，其要求發(fā)泡聚丙烯在90℃下的收縮率小于0.5%，而目前采用的發(fā)泡聚丙烯材料在90℃下的收縮率為2~3%，無法滿足作為汽車頂棚和建筑材料的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的發(fā)泡聚丙烯材料在80~110℃以上易發(fā)生尺寸變化導(dǎo)致其無法滿足使用要求的問題，提供一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，該改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料在110℃高溫下在長(zhǎng)寬高各方向的尺寸收縮率均小于0.2%，能夠滿足汽車頂棚領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域的使用要求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，采用硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備而成；所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒，以重量份數(shù)計(jì)，包括以下成分，

聚丙烯樹脂：70~90份；

硅酸鹽：5~20份；

相容助劑：3~5份；

偶聯(lián)劑：2~5份；

所述聚丙烯樹脂為具有共聚單體的聚丙烯樹脂，其在230℃、負(fù)載2.16Kg條件下的熔體流動(dòng)速率為2~10g/10min。

作為優(yōu)選，所述聚丙烯樹脂為巴塞爾RS1684。

作為優(yōu)選，所述硅酸鹽為蒙脫土、高嶺土、莫斯科土和滑石粉中的一種或多種，其粒徑為800~4000目。

作為優(yōu)選，所述相容助劑為PP-g-MAH。

作為優(yōu)選，所述偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑和/或硅烷偶聯(lián)劑。

作為優(yōu)選，所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒的制備方法為，

將聚丙烯樹脂、硅酸鹽、相容助劑和偶聯(lián)劑采用高速混合機(jī)混合10~15分鐘，得到混合物；

用雙螺桿擠出機(jī)將混合物熔融共混后擠出拉條、水冷、切粒、干燥、分篩，得到所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒；

其中，將混合物熔融共混后擠出的參數(shù)包括：擠出機(jī)主喂料50kg/h；加料階段溫度為170~190℃；熔融段溫度為190~220℃；計(jì)量段溫度為190~220℃；擠出的溫度為170~220℃，擠出的螺桿轉(zhuǎn)速為70~200rpm，擠出的口模壓力為2~8MPa。雙螺桿擠出溫度設(shè)置在170-220℃之間，是因?yàn)榈陀?70℃時(shí)聚丙烯無法融化，配方中的各種成分無法混合均勻，而溫度高于220℃則會(huì)導(dǎo)致聚丙烯分解，降低最后材料的力學(xué)性能。螺桿轉(zhuǎn)速與口模壓力是根據(jù)加工生產(chǎn)過程中使用的設(shè)備以及對(duì)產(chǎn)量的要求來實(shí)時(shí)調(diào)整。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速低于70rmp時(shí)，無法將各成分混合均勻，高于200rmp時(shí)，產(chǎn)生的摩擦熱和過強(qiáng)的剪切會(huì)導(dǎo)致聚丙烯分解。而口模壓力低于2MPa會(huì)導(dǎo)致難以拉條，高于8MPa則會(huì)影響機(jī)器壽命。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟，

S1.將所述的硅酸鹽改性的聚丙烯母粒使用模壓設(shè)備壓成板材后，經(jīng)過冷卻定型得到厚度為10-50mm的聚丙烯預(yù)發(fā)泡板；其中，所述模壓設(shè)備的參數(shù)設(shè)置為溫度200-220℃、壓力4-6MPa、時(shí)間10-15min；

S2.將聚丙烯預(yù)發(fā)泡板放入恒溫T的模腔內(nèi)，充入超臨界流體進(jìn)行滲透、溶脹，達(dá)到平衡狀態(tài)，形成聚合物-超臨界流體均相體系；

S3.以泄壓速率10-80MPa/s泄壓發(fā)泡，使體系內(nèi)壓力泄壓至0，聚丙烯預(yù)發(fā)泡板發(fā)泡膨脹，得到發(fā)泡10-30倍的聚丙烯發(fā)泡板材，即為所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料。

制備聚丙烯預(yù)發(fā)泡板時(shí)，模壓參數(shù)設(shè)置在溫度200-220℃，是因?yàn)闇囟鹊陀?00℃會(huì)導(dǎo)致聚丙烯母粒難以融化，而高于220℃則會(huì)導(dǎo)致聚丙烯母粒分解。設(shè)置壓力在4-6MPa是為了排除母粒堆積之間的空氣，防止預(yù)發(fā)泡板材B中有空洞影響發(fā)泡以及性能，但高于6MPa熔體會(huì)溢料損失，浪費(fèi)材料。模壓時(shí)間10-15min是為了提供充分的時(shí)間讓聚丙烯母粒充分熔融，內(nèi)部晶體完全瓦解，并且讓其中的空氣被擠壓出去。

其中，步驟S2中，所述的T低于聚丙烯的熔融溫度T m，優(yōu)選160-165℃。采用的超臨界流體為超臨界N 2和/或CO 2，超臨界流體壓力7.2-20MPa，平衡時(shí)間1-5h。

模腔溫度T低于聚丙烯熔點(diǎn)T m即165℃，是因?yàn)榫郾┏R界發(fā)泡工藝需要足夠的溫度讓聚丙烯分子鏈出現(xiàn)軟化，讓二氧化碳分子可以浸潤(rùn)到聚丙烯預(yù)發(fā)泡板之中，并在泄壓之后讓二氧化碳可以在聚丙烯預(yù)發(fā)泡板中形成孔洞，溫度過低會(huì)導(dǎo)致發(fā)泡倍率過小或者不發(fā)泡，溫度過高會(huì)導(dǎo)致聚丙烯發(fā)泡板完全融化，分子鏈無法包裹聚丙烯，無法發(fā)泡，因此模腔溫度設(shè)置在160~165℃。超臨界流體壓力設(shè)置在7.2-20MPa時(shí)滲透效率高，低于7.2MPa通常滲透時(shí)間超過5h，生產(chǎn)效率低，而高于20MPa對(duì)設(shè)備的要求高，造價(jià)昂貴，生產(chǎn)成本高。設(shè)置保壓時(shí)間1-5h是為了讓二氧化碳在較高的壓力下有充足的時(shí)間浸潤(rùn)整個(gè)聚丙烯預(yù)發(fā)泡板中，從而獲得性能良好的聚丙烯發(fā)泡板材C。

步驟S3中，所述泄壓速率優(yōu)選為20-50MPa/s，這是因?yàn)樾箟核俾实陀?0MPa/s泡孔粗大表觀質(zhì)量較差，高于50MPa/s發(fā)泡倍率較低，可能達(dá)不到發(fā)泡要求。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的應(yīng)用，將所述的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料用于汽車頂棚和建筑領(lǐng)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明提供的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，采用硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備而成，該硅酸鹽改性的聚丙烯母粒的耐高溫效果主要是具有共聚單體的聚丙烯樹脂（即具有雙熔融峰的聚丙烯樹脂）和層狀的硅酸鹽粉末的相互作用帶來的：一方面，層狀硅酸鹽粉末在聚丙烯的晶區(qū)，在異相成核的作用下形成更多、更小的結(jié)晶，提高了聚丙烯的結(jié)晶度，特別是提高了高溫晶型的結(jié)晶度，從10%提高到16%，進(jìn)而抑制在高溫下由于結(jié)晶收縮帶來的尺寸變化，表現(xiàn)為高溫下的抗形變能力提高。另一方面，硅酸鹽粉末在聚丙烯的非晶區(qū)，均勻分散并有序排列，這樣在擠出拉條制備母粒過程中，片狀結(jié)構(gòu)沿?cái)D出方向形成取向，在后續(xù)發(fā)泡的過程中，進(jìn)一步抑制變形，提高耐溫性能。再者，硅酸鹽粉末跟聚丙烯基體的相容性較好，通過相容助劑增加無機(jī)粉末與有機(jī)樹脂的分散性和界面結(jié)合力，使得耐溫性能進(jìn)一步提高。因此，采用該硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備得到的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料具有良好的耐高溫性能。

2、本發(fā)明提供的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法，首先通過控制硅酸鹽改性的聚丙烯母粒的制備工藝，使聚丙烯分子鏈和硅酸鹽沿?cái)D出方向形成取向，進(jìn)一步提高耐溫性。其次，將硅酸鹽改性的聚丙烯母粒模壓成聚丙烯預(yù)發(fā)泡板，再通過超臨界流體發(fā)泡工藝發(fā)泡獲得聚丙烯發(fā)泡板材。這樣，通過對(duì)發(fā)泡工藝中的各種參數(shù)進(jìn)行控制，使硅酸鹽高填充改性，提高了聚丙烯發(fā)泡板材的耐高溫性能，并且整個(gè)制備工藝過程綠色環(huán)保，生產(chǎn)效率高。

3、本發(fā)明提供的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，由于其采用硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備而成，因而具有該聚丙烯母粒具有的耐高溫性能，其在110℃高溫下在長(zhǎng)寬高各方向的尺寸收縮率均小于0.2%，滿足汽車頂棚和建筑材料領(lǐng)域的使用要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的SEM圖。

圖2為對(duì)比例1制備的發(fā)泡材料的SEM圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，采用硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備而成。所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒，包括巴塞爾RS1684（230℃、負(fù)載2.16Kg條件下的熔體流動(dòng)速率為3g/10min）90kg、4000目蒙脫土5kg、PP-g-MAH （杜邦P613）3kg、鈦酸酯偶聯(lián)劑（NDZ-201）2kg。

其中，所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒的制備方法為：

將巴塞爾RS1684、蒙脫土、杜邦P613和NDZ-201充分干燥后，通過高速混合機(jī)混合，得到混合物；

混合物經(jīng)過同向雙螺桿擠出機(jī)混煉擠出，加料段分四區(qū)加熱溫度依次為170-175-180-190℃、熔融段分四區(qū)加熱溫度依次為190-190-200-200℃、計(jì)量段至口模溫度依次為210-210-220-220℃，擠出機(jī)主喂料50kg/h，螺桿轉(zhuǎn)速180rpm；擠出加工自加料口至口模，溫度從170℃逐步過渡至220℃，口模壓力8MPa。熔融物料經(jīng)擠出拉條、水冷、切粒、干燥、分篩，得到所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒A1。

所述改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法為：

S1.聚丙烯母粒A1使用平板硫化機(jī)，模壓工藝溫度220℃、壓力4MPa、時(shí)間10min，經(jīng)過冷卻定型得到厚度10mm的聚丙烯預(yù)發(fā)泡板材B1。

S2.將預(yù)發(fā)泡板材B1置于恒溫160℃的模腔內(nèi)。置換模腔內(nèi)空氣后，充入二氧化碳至超臨界狀態(tài)，控制壓力在10MPa，保壓滲透2h。通過氣動(dòng)球閥卸壓，將模腔內(nèi)壓力從10MPa泄壓至0。

S3.通過調(diào)整氣動(dòng)球閥的通徑大小和管路長(zhǎng)短，來控制泄壓速率在20MPa/s之間。最后打開模腔，制得改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料C1。

經(jīng)測(cè)試，改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料C1的密度為70kg/m3，相對(duì)于原物料膨脹了12.9倍。將其切片后通過掃描電鏡觀察內(nèi)部結(jié)果，其SEM圖如圖1所示。從圖1可知，C1的泡孔直徑在50-100μm。將C1剖切成10mm厚的薄板，放置在110℃鼓風(fēng)烘箱中烘烤9h，參見表2，板材C1在長(zhǎng)寬高各方向的尺寸收縮率均小于0.2%。

實(shí)施例2

一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，采用硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備而成。所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒，包括巴塞爾RS1684（230℃、負(fù)載2.16Kg條件下的熔體流動(dòng)速率為3g/10min）70kg、800目高嶺土20kg、PP-g-MAH（杜邦P613）5kg、硅烷偶聯(lián)劑（KH-550）5kg。

其中，所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒的制備方法為：

將巴塞爾RS1684、高嶺土、杜邦P613和KH-550充分干燥后，通過高速混合機(jī)混合，得到混合物；

混合物經(jīng)過同向雙螺桿擠出機(jī)混煉擠出，加料段分四區(qū)加熱溫度依次為170-175-180-190℃、熔融段分四區(qū)加熱溫度依次為190-190-200-200℃、計(jì)量段至口模溫度依次為210-210-220-220℃，擠出機(jī)主喂料50kg/h，螺桿轉(zhuǎn)速180rpm；擠出加工自加料口至口模，溫度從170℃逐步過渡至220℃，口模壓力8MPa。熔融物料經(jīng)擠出拉條、水冷、切粒、干燥、分篩，得到所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒A2。

所述改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法為：

S1.聚丙烯母粒A2使用平板硫化機(jī)，模壓工藝溫度220℃、壓力4MPa、時(shí)間10min，經(jīng)過冷卻定型得到厚度10mm的聚丙烯預(yù)發(fā)泡板材B2。

S2.將預(yù)發(fā)泡板材B2置于恒溫164℃的模腔內(nèi)。置換模腔內(nèi)空氣后，充入二氧化碳至超臨界狀態(tài)，控制壓力在20MPa，保壓滲透2h。通過氣動(dòng)球閥卸壓，將模腔內(nèi)壓力從20MPa泄壓至0。

S3.通過調(diào)整氣動(dòng)球閥的通徑大小和管路長(zhǎng)短，來控制泄壓速率在50MPa/s之間。最后打開模腔，制得改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料C2。

經(jīng)測(cè)試，改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料C2的密度為62kg/m3，相對(duì)于原物料膨脹了14.5倍。C2的泡孔直徑在100-150μm。將C2剖切成10mm厚的薄板，放置在110℃鼓風(fēng)烘箱中烘烤9h，參見表2，板材C2在長(zhǎng)寬高各方向的尺寸收縮率均小于0.2%。

實(shí)施例3

一種改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料，采用硅酸鹽改性的聚丙烯母粒制備而成。所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒，包括巴塞爾RS1684（230℃、負(fù)載2.16Kg條件下的熔體流動(dòng)速率為3g/10min）80kg、2000目莫斯科土15kg、PP-g-MAH（杜邦P613）2kg、硅烷偶聯(lián)劑（KH-550）3kg。

其中，所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒的制備方法為：

將巴塞爾RS1684、莫斯科土、杜邦P613和KH-550充分干燥后，通過高速混合機(jī)混合，得到混合物；

混合物經(jīng)過同向雙螺桿擠出機(jī)混煉擠出，加料段分四區(qū)加熱溫度依次為170-175-180-190℃、熔融段分四區(qū)加熱溫度依次為190-190-200-200℃、計(jì)量段至口模溫度依次為210-210-220-220℃，擠出機(jī)主喂料50kg/h，螺桿轉(zhuǎn)速180rpm；擠出加工自加料口至口模，溫度從170℃逐步過渡至220℃，口模壓力8MPa。熔融物料經(jīng)擠出拉條、水冷、切粒、干燥、分篩，得到所述硅酸鹽改性的聚丙烯母粒A3。

所述改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料的制備方法為：

S1.聚丙烯母粒A3使用平板硫化機(jī)，模壓工藝溫度220℃、壓力4MPa、時(shí)間15min，經(jīng)過冷卻定型得到厚度50mm的聚丙烯預(yù)發(fā)泡板材B3。

S2.將預(yù)發(fā)泡板材B3置于恒溫165℃的模腔內(nèi)。置換模腔內(nèi)空氣后，充入二氧化碳至超臨界狀態(tài)，控制壓力在15MPa，保壓滲透5h。通過氣動(dòng)球閥卸壓，將模腔內(nèi)壓力從15MPa泄壓至0。

S3.通過調(diào)整氣動(dòng)球閥的通徑大小和管路長(zhǎng)短，來控制泄壓速率在30MPa/s之間。最后打開模腔，制得改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料C3。

經(jīng)測(cè)試，改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料C3的密度為30kg/m3，相對(duì)于原物料膨脹了30倍。C3的泡孔直徑在150-200μm。將C3剖切成10mm厚的薄板，放置在110℃鼓風(fēng)烘箱中烘烤9h，參見表2，板材C3在長(zhǎng)寬高各方向的尺寸收縮率均小于0.2%。

對(duì)比例1

與實(shí)施例1不同之處在于直接使用巴塞爾RS1684（230℃、負(fù)載2.16Kg條件下的熔體流動(dòng)速率為3g/10min）100kg在平板硫化機(jī)上模壓成型，模壓工藝溫度220℃、壓力4MPa、時(shí)間10min，經(jīng)過冷卻定型得到厚度10mm的聚丙烯預(yù)發(fā)泡板材。

將預(yù)發(fā)泡板材置于恒溫160℃的模腔內(nèi)。置換模腔內(nèi)空氣后，充入二氧化碳至超臨界狀態(tài)，控制壓力在10MPa，保壓滲透2h。通過氣動(dòng)球閥卸壓，將模腔內(nèi)壓力從10MPa泄壓至0。通過調(diào)整氣動(dòng)球閥的通徑大小和管路長(zhǎng)短控制泄壓速率為20MPa/s，最后打開模腔，制得聚丙烯發(fā)泡板。

經(jīng)測(cè)試密度65kg/m3，相對(duì)于原物料膨脹了13.8倍，其SEM照片如附圖2所示。從圖2可以看到，部分泡孔合并泡孔在50-200μm，泡孔均勻性變差。同時(shí)耐熱試驗(yàn)結(jié)果表明，參見表2，板材收縮在長(zhǎng)度和寬度方向的尺寸變化率均大于0.5%，不滿足汽車和建筑領(lǐng)域的使用需求。

對(duì)比例2

對(duì)比例2與實(shí)施例2的不同之處在于，在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，增加硅酸鹽的用量。具體包括：巴塞爾RS1684（230℃、負(fù)載2.16Kg條件下的熔體流動(dòng)速率為3g/10min）60kg，800目高嶺土30kg、PP-g-MAH（杜邦P613）5kg、硅烷偶聯(lián)劑（KH-550）5kg。

其他工藝與實(shí)施例2相同。

將對(duì)比例2制得聚丙烯發(fā)泡板材進(jìn)行測(cè)量，其密度為130kg/m3，相對(duì)于原物料膨脹了6.9倍，制備的板材發(fā)泡難度增大，發(fā)泡倍率較小。同時(shí)，將制得聚丙烯發(fā)泡板材剖切成10mm厚的薄板，放置在110℃鼓風(fēng)烘箱中烘烤9h，參見表2，板材收縮率熱尺寸變化率大于0.5%，也不滿足汽車和建筑領(lǐng)域的使用需求。

實(shí)施例1-3的力學(xué)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。實(shí)施例1-3和對(duì)比例1-2的尺寸穩(wěn)定性檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。

表1 實(shí)施例1-3的力學(xué)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

從表1可知，實(shí)施例1-3制備的改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料具有較高的力學(xué)性能，滿足汽車頂棚和建筑材料對(duì)發(fā)泡聚丙烯材料的力學(xué)性能的要求。

表2 實(shí)施例1-3和對(duì)比例1-2的尺寸穩(wěn)定性檢測(cè)數(shù)據(jù)

從表2可知，實(shí)施例1-3制備的發(fā)泡材料在110℃下的任意方向的尺寸變化均小于0.2%，其耐熱性能滿足汽車頂棚和建筑領(lǐng)域的使用需求。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。

改性聚丙烯耐熱發(fā)泡材料及其制備方法和應(yīng)用.pdf