技术领域
[0001] 本发明涉及一种功能性复合材料，尤其涉及一种隔热可降解聚丙烯发泡材料及其生产方法，属于高分子复合材料领域。
相关背景技术
[0002] 发泡材料具有低密度、隔热、价格低廉等优点，在产品包装、工业制造、交通运输、军事航天等领域得到广泛应用，其中包括聚氨酯软质和硬质泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料和聚烯烃泡沫塑料三大类。但是由于聚氨酯发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，且产品不易回收利用；聚苯乙烯发泡过程中所使用的氟氯烃化合物或丁烷污染环境，且产品降解困难容易造成“白色污染；交联聚乙烯泡沫塑料刚性较低，且最高使用温度80℃适用范围有限，因此迫切需要开发一种兼具可生物降解、环境友好、易于发泡、适用范围广等多种优点的替代材料。
[0003] 聚丙烯具有质轻、原料来源丰富、性能价格比优越以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上产量增长量最快的通用热塑性树脂。与聚苯乙烯及聚乙烯发泡材料相比，聚丙烯发泡材料具有良好的热稳定性（最高使用温度达130℃，而聚苯乙烯仅为80℃），高温条件下的尺寸稳定性、较高的韧性、拉伸强度和抗冲击强度，光滑、平整的表面，优异的微波适应性，与淀粉等可降解材料相结合可制备可降解材料具有良好的环境友好性，发展潜力巨大。
[0004] 通过挤出发泡工艺制备聚丙烯发泡材料是一种最具工业意义的加工方法，具有较高的生产效率及稳定的产品质量。但与聚苯乙烯及聚乙烯材料相比，聚丙烯挤出发泡非常困难，其主要原因是聚丙烯可发性较差，挤出发泡的加工窗口非常窄，适宜的发泡温度范围仅为4℃，对发泡体系的性能、加工设备和成型工艺均具有很高的要求。其中、发泡体系的选择至关重要，主要目的是寻找适宜的聚丙烯发泡基体、成核剂和发泡剂。 发明内容
[0005] 本发明的目的在于一个方面提供一种隔热可降解聚丙烯发泡材料，具有隔热性、生物降解性、低密度的聚丙烯发泡材料；另一个方面提供一种二阶串联式挤出机连续生产该材料的方法。
[0006] 本发明所提供的一种隔热可降解聚丙烯发泡材料，组分及质量配比为： [0007] 长支链聚丙烯树脂：60～85份；
[0008] 成核剂：0.1～5份；
[0009] 化学发泡剂：0.1～5份；
[0010] 其中，所述的长支链聚丙烯树脂，依据ISO16790～2005规定熔体强度应达到30～40Pa·s, 熔融温度160～240℃，其支链碳原子数可达20-30，分子量多分散性指数
5.0～7.0；
[0011] 制作过程加入物理发泡剂，物理发泡剂为超临界流体形式的二氧化碳、氮气、氦气、氩气、氢气、戊烷、丁烷中的一种或几种混合，物理发泡剂充入量为1～10份。 [0012] 所述的组分中有高结晶聚丙烯树脂，质量配比占0.1～30份，高结晶聚丙烯树脂为高结晶均聚聚丙烯或其与耐冲击共聚聚丙烯混合的树脂，两种混合时，其混合质量比例为4:1，熔体强度应达到15～25Pa·s, 熔融温度160～240℃。
[0013] 所述的组分中有聚乙烯类树脂，熔融温度155～195℃，分子量多分散性指数达到7.0～8.5，质量配比占0.1～10份。
[0014] 所述的聚乙烯类树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯或乙烯-丙烯酸共聚物。
[0015] 所述的成核剂为500～1500目的滑石、碳酸钙、云母、粘土、碳纳米管、壳聚糖、淀粉中的一种或几种混合的成核剂。
[0016] 所述的组分中有抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂168中的一种或几种混合的抗氧剂。
[0017] 所述的组分中有爽滑剂为爽滑剂MB50～002、爽滑剂EDS、爽滑剂LYS中的一种或几种混合的爽滑剂。
[0018] 所述的化学发泡剂为柠檬酸、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰肼及衍生物中的一种或几种混合的发泡剂。
[0019] 本发明提供一种隔热可降解聚丙烯发泡材料的生产方法，包括如下工艺步骤： [0020] 1）按质量配比将各组分通过高速混合机均匀干混；
[0021] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为15～25r/min，熔体压力为15～20MPa，熔体温度为160～200℃；
[0022] 将干混后形成的混合物直接加入料斗，设定加料段温度为150～180℃，设定熔融段温度为170～200℃，设均化段温度为200～240℃；在第一阶双螺杆挤出机中，混合物经加热熔融与剪切压作用形成熔融树脂，达到反应温度后化学发泡剂发生反应并释放出气体，形成较小的泡孔结构，在熔融段通入超临界流体形式的物理发泡剂形成共混树脂，在均化段使共混树脂均化；
[0023] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为10～20r/min，熔体压力设定为9～14MPa，熔体温度为185℃；
[0024] 将共混树脂经双螺杆直接推入，设定其三段温度均为200～240℃，模头温度为150～190℃，设定口模段温度为110～185℃，熔体压力为6～11Mpa；经环形或平板形口模减压作用共混树脂中的物理发泡剂气化使较小的泡孔进一步扩大膨胀，并在成核剂作用下迅速结晶，形成该材料的管状坯材；
[0025] 4）最后，在2.5～4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0026] 所述第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机为二阶串联式挤出机，可进行该材料的连续生产。
[0027] 本发明的优点：本发明的隔热可降解聚丙烯发泡材料具有可压缩，易塑性变形而不易断裂或破裂，是其他材料所无法比拟的。另外，以其为原料所制备的容器或机械构件性能稳定且耗材低。通过微波加热不会释放气体，采用传统方式进行机械清洗无明显的结构或材料损伤及性能变化，所制造容器或机械构件，可安全清洗并重复使用。 [0028] 本发明所涉及的隔热可降解聚丙烯发泡材料制品易于回收利用和生物降解。其经重新粉碎后直接挤出形成，无需除去一种或多种材料及分离部分或全部组分，减少一次性浪费；弃置在垃圾填埋场里自动进行光分解.，无需填埋、焚烧等特殊处理，不会造成环境污染。其他材料制品 如印制品需在回收粉碎前需先分离印刷层，而纸塑复合制品则更需逐层分离后方可回收利用，这在实际应用中往往都是不可取的。
具体实施方式
[0036] 本发明的一种隔热可降解聚丙烯发泡材料组分及质量配比如下： [0037] 长支链聚丙烯树脂：60～85份；
[0038] 高结晶聚丙烯树脂：0.1～30份，优选5～15份；
[0039] 聚乙烯类树脂：0.1～10份，优选5～10份；
[0040] 成核剂：0.1～5份；
[0041] 抗氧剂：0.1～5份；
[0042] 着色剂：0～5份；
[0043] 爽滑剂：1～3份；
[0044] 化学发泡剂：0.1～5份；
[0045] 其中，所述的长支链聚丙烯树脂，依据ISO16790～2005规定熔体强度应达到30～40Pa·s, 熔融温度160～240℃，其支链碳原子数可达20-30，分子量多分散性指数
5.0～7.0；
[0046] 制作过程加入物理发泡剂，物理发泡剂为超临界流体形式的二氧化碳、氮气、氦气、氩气、氢气、戊烷、丁烷中的一种或几种混合，物理发泡剂充入量为1～10份。 [0047] 所述的物理发泡剂为超临界流体形式的二氧化碳、氮气、氦气、氩气、氢气、戊烷、丁烷中的一种或几种混合的发泡剂。
[0048] 所述的高结晶聚丙烯树脂为高结晶均聚聚丙烯或其与耐冲击共聚聚丙烯混合的树脂，两种混合时，其混合质量比例为4:1，熔体强度应达到15～25Pa·s, 熔融温度160～240℃。
[0049] 所述的聚乙烯类树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯或乙烯-丙烯酸共聚物，熔融温度155～195℃，分子量多分散性指数达到7.0～8.5。优选低密度聚乙烯。
[0050] 所述的成核剂为500～1500目的滑石、碳酸钙、云母、粘土、碳纳米管、壳聚糖、淀粉中的一种或几种混合的成核剂。
[0051] 所述的抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂168中的一种或几种混合的抗氧剂。
[0052] 所述的爽滑剂为爽滑剂MB50～002、爽滑剂EDS、爽滑剂LYS中的一种或几种混合的爽滑剂。
[0053] 所述的化学发泡剂为柠檬酸、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰肼及衍生物中的一种或几种混合的发泡剂。
[0054] 本发明提供一种隔热可降解聚丙烯发泡材料的生产方法，工艺步骤如下： [0055] 1）按上述组分及质量配比，将各组分通过高速混合机均匀干混； [0056] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为15～25r/min，熔体压力为15～20MPa，熔体温度为160～200℃；
[0057] 将干混后形成的混合物直接加入料斗，设定加料段温度为150～180℃，设定熔融段温度为170～200℃，设均化段温度为200～240℃；在第一阶双螺杆挤出机中，混合物经加热熔融与剪切压作用形成熔融树脂，达到反应温度后化学发泡剂发生反应并释放出气体，形成较小的泡孔结构，在熔融段通入超临界流体形式的物理发泡剂形成共混树脂，在均化段使共混树脂均化；
[0058] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为10～20r/min，熔体压力设定为9～14MPa，熔体温度为185℃；
[0059] 将共混树脂经双螺杆直接推入，设定其三段温度均为200～240℃，模头温度为150～190℃，设定口模段温度为110～185℃，熔体压力为6～11Mpa；经环形或平板形口模减压作用共混树脂中的物理发泡剂气化使较小的泡孔进一步扩大膨胀，并在成核剂作用下迅速结晶，形成该材料的管状坯材；
[0060] 4）最后，在2.5～4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0061] 本发明通过所述的隔热可降解聚丙烯发泡材料的生产方法，生产的发泡材料密度3 6 6 3
为0.03～0.5g/cm，发泡倍率为5～85倍，发泡密度为1.0×10 ～30.0×10cells/cm，可形成具有光滑平整表面及独立泡孔结构的片状成品，其泡孔在特定方向的平均纵横比达到1.0～5.0，泡孔之间有壁膜相隔，属于典型的各向异性闭孔发泡材料。 [0062] 其发泡材料密度为0.03～0.3g/cm3，发泡倍率为20～65倍，发泡密度为
6 6 3
8.0×10 ～20.0×10cells/cm 的该材料性能最为优异。
[0063] 图1所示设备为第一阶双螺杆挤出机和第二阶单螺杆挤出机为二阶串联式挤出机，可进行该材料的连续生产
[0064] ① 将干混后的混合物直接加入第一阶双螺杆挤出机2的料斗1中，经加热熔融与剪切压作用形成熔融树脂，达到反应温度后化学发泡剂发生反应并释放出气体，形成较小的泡孔结构，然后经物理发泡剂接口3通入超临界流体形式的物理发泡剂形成共混树脂。
[0065] ② 将共混树脂经双螺杆直接推入第二阶单螺杆挤出机4，经环形口模5减压作用共混树脂中物理发泡剂气化使较小的泡孔进一步扩大膨胀，并在成核剂作用下迅速结晶，形成该材料的管状坯材6，而该材料成型也可以采用其他任何形式的口模，以制备所需的板状、带状、管状、丝状、团状、颗粒或其他结构的成品。
[0066] ③ 所示管状坯材6可以经在线切割装置7进行裁切，形成所需的隔热可降解聚丙烯发泡材料片状成品8。
[0067] 如图2、图3所示通过上述工艺步骤生产隔热可降解聚丙烯发泡材料可形成具有光滑平整表面及独立泡孔结构的片状成品8，发泡倍率为 5～85倍，发泡密度为6 6 3 3
1.0×10 ～30.0×10cells/cm，尤其以密度为0.03～0.3g/cm，发泡倍率为20～65倍，
6 6 3
发泡密度为8.0×10 ～20.0×10cells/cm 的该材料性能最为优异，可形成具有光滑平整表面及独立泡孔结构的片状成品，其泡孔在特定方向的平均纵横比达到1.0～5.0，泡孔之间有壁膜相隔，属于典型的各向异性闭孔发泡材料。因此，该材料具有极其优良的抗冲击性、力学稳定性、隔热性、防水性、印刷适性以及回弹性、柔韧性和隔音性。既是该材料应用性能必要的保证，也是其主要结构特征与性能载体。
[0068] 由于隔热可降解聚丙烯发泡材料所采用树脂材料的维卡软化点达到100℃以上，因此该材料具有良好的力学稳定性。
[0069] 如图4所示以上述工艺生产发泡材料密度0.18 g/cm3，厚度1.88mm的该材料制备450ml样品容器，在室温及容装97℃热水情况下均表现出较好的的力学稳定性，明显优于参照组的塑料复合纸容器与双面涂布纸容器。
[0070] 由于隔热可降解聚丙烯发泡材料具有如图3所示的理想泡孔结构，因此该材料具有良好的隔热性能。
[0071] 如图5所示以上述工艺生产密度0.18 g/cm3，厚度1.88mm的该材料制备450ml样品容器，容装97℃液体5min，测量容器外表面温度约为49.3℃，比液体温度低47.7℃，测试时间内容器外表面最高温度约52.6℃；测量容器内表面温度约为94℃，测试时间内容器内表面最低温度约89.3℃，相比参照组的塑料复合纸容器与双面涂布纸容器具有更良好的隔热性能。
[0072] 如表1所示测试该材料在室温和97℃条件下的热导率（W/mK），说明给定的厚度该材料具有较高隔热性能。
[0073] 表1 隔热可降解聚丙烯发泡材料平均热导率
[0074]
[0075] 实施例1：
[0076] 1）将组分及质量配比：
[0077] 长支链聚丙烯树脂：60份；
[0078] 高结晶均聚聚丙烯：30份；
[0079] 壳聚糖成核剂：1份；
[0080] 1076抗氧剂：0.5份；
[0081] 着色剂：1份；
[0082] MB50-002爽滑剂：1份；
[0083] 柠檬酸化学发泡剂：0.5份；
[0084] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0085] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为120r/min，熔体压力为17MPa，熔体温度为185℃；
[0086] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为175℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为195℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为215℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分的充分混合，其间通入超临界二氧化碳物理发泡剂为6份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂；
[0087] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为12r/min，熔体压力设定为11MPa，熔体温度为185℃；
[0088] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为215℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为6Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0089] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0090] 实施例5：
[0091] 1）将组分及质量配比：
[0092] 长支链聚丙烯树脂：65份；
[0093] 高结晶均聚聚丙烯：20份；
[0094] 线性低密度聚乙烯：5份；
[0095] 滑石成核剂：2份；
[0096] 1076抗氧剂：0.5份；
[0097] 着色剂：1份；
[0098] MB50-002爽滑剂：1份；
[0099] 柠檬酸化学发泡剂：0.5份；
[0100] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0101] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为20r/min，熔体压力为17MPa，熔体温度为185℃；
[0102] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为175℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为192℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为212℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分的充分混合，其间通入超临界二氧化碳物理发泡剂为5份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂；
[0103] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为12/min，熔体压力设定为11MPa，熔体温度为185℃；
[0104] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为212℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定 的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为6Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0105] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0106] 实施例9：
[0107] 1）将组分及质量配比：
[0108] 长支链聚丙烯树脂：70份；
[0109] 高结晶均聚聚丙烯：10份；
[0110] 乙烯-乙烯醇共聚物树脂：10份；
[0111] 碳酸钙成核剂：3份；
[0112] 1010抗氧剂：0.5份；
[0113] 着色剂：1份；
[0114] EDS爽滑剂：1份；
[0115] 偶氮二甲酰胺化学发泡剂：0. 5份；
[0116] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0117] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为20r/min，熔体压力为16MPa，熔体温度为185℃；
[0118] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为170℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为190℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为210℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分 的充分混合，其间通入超临界氩气物理发泡剂4份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂；
[0119] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为12r/min，熔体压力设定为10MPa，熔体温度为185℃；
[0120] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为210℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为7Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0121] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0122] 实施例15：
[0123] 1）将组分及质量配比：
[0124] 长支链聚丙烯树脂：80份；
[0125] 乙烯-丙烯酸共聚物：10份；
[0126] 淀粉成核剂：5份；
[0127] 300抗氧剂：0.5份；
[0128] 着色剂：1份；
[0129] LYS爽滑剂：1份；
[0130] 对甲苯磺酰肼化学发泡剂：0. 5份；
[0131] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0132] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为20r/min，熔体压力为15MPa，熔体温度为185℃；
[0133] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为165℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温 度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为185℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为205℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分的充分混合，其间通入超临界二氧化碳物理发泡剂为2份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂；
[0134] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为10～12r/min，熔体压力设定为9MPa，熔体温度为185℃；
[0135] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为205℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为8Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0136] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0137] 实施例16：
[0138] 1）将组分及质量配比：
[0139] 长支链聚丙烯树脂：60份；
[0140] 高结晶均聚聚丙烯：25份；
[0141] 壳聚糖成核剂：2份；
[0142] 1076抗氧剂：0.5份；
[0143] 着色剂：1份；
[0144] MB50-002爽滑剂：1份；
[0145] 柠檬酸化学发泡剂：0.5份；
[0146] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0147] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为20r/min，熔体压力为20MPa，熔体温度为185℃；
[0148] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为175℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为195℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为217℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分的充分混合，其间通入，超临界二氧化碳物理发泡剂为10份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂；
[0149] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为12r/min，熔体压力设定为14MPa，熔体温度为185℃；
[0150] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为217℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为9Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0151] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0152] 实施例20：
[0153] 1）将组分及质量配比：
[0154] 长支链聚丙烯树脂：65份；
[0155] 高结晶均聚聚丙烯：15份；
[0156] 线性低密度聚乙烯：5份；
[0157] 滑石成核剂：3份；
[0158] 1076抗氧剂：0.5份；
[0159] 着色剂：1份；
[0160] MB50-002爽滑剂：1份；
[0161] 柠檬酸化学发泡剂：0.5份；
[0162] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0163] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为20r/min，熔体压力为20MPa，熔体温度为185℃；
[0164] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为175℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为192℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为214℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分的充分混合，其间通入超临界二氧化碳物理发泡剂9份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂，；
[0165] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为12r/min，熔体压力设定为14MPa，熔体温度为185℃；
[0166] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为214℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为9Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0167] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0168] 实施例24：
[0169] 1）将组分及质量配比：
[0170] 长支链聚丙烯树脂：70份；
[0171] 高结晶均聚聚丙烯：5份；
[0172] 乙烯-乙烯醇共聚物树脂：10份；
[0173] 碳酸钙成核剂：4份；
[0174] 1010抗氧剂：0.5份；
[0175] 着色剂：1份；
[0176] EDS爽滑剂：1份；
[0177] 偶氮二甲酰胺化学发泡剂：0. 5份；
[0178] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0179] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为20r/min，熔体压力为19MPa，熔体温度为185℃；
[0180] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为170℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为190℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为212℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分的充分混合，其间通入超临界氩气物理发泡剂8份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂。
[0181] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为12r/min，熔体压力设定为13MPa，熔体温度为185℃；
[0182] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为212℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定 的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为10Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0183] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0184] 实施例30：
[0185] 1）将组分及质量配比：
[0186] 长支链聚丙烯树脂：85份；
[0187] 淀粉成核剂：5份；
[0188] 300抗氧剂：0.5份；
[0189] 着色剂：1份；
[0190] LYS爽滑剂：1份；
[0191] 对甲苯磺酰肼化学发泡剂：0. 5份；
[0192] 按质量配比的各组分通过高速混合机均匀干混；
[0193] 2）第一阶双螺杆挤出：设定第一阶双螺杆挤出机螺杆转速为20r/min，熔体压力为18MPa，熔体温度为185℃；
[0194] 第一阶双螺杆挤出机包括加料、熔融和均化三个加热段。其中，加料段设定加热温度为165℃，将干混后形成的混合物直接加入料斗，由双螺杆将固体混合物推入该段进行加热软化，为避免因树脂表面黏连而造成料斗下端堵塞，保证生产连续性，该段所设温度应介于树脂软化温度与熔融温度之间；熔融段设定加热温度为185℃，由双螺杆将充分软化后的混合物推入该段进行加热熔融，形成具有良好流动性的熔融树脂，该段所设温度在保证树脂熔融的同时应达到化学发泡剂反应温度，使之释放气体，形成较小泡孔结构；均化段设定加热温度为207℃，由双螺杆将熔融树脂推入该段进行加热均化，使其完全熔融塑化，实现各组分的充分混合，其间通入超临界二氧化碳物理发泡剂7份，形成由熔融树脂及物理发泡剂包裹较小泡孔的共混树脂。
[0195] 3）第二阶单螺杆挤出：设定第二阶单螺杆挤机螺杆转速为12r/min，熔体压力设定为12MPa，熔体温度为185℃；
[0196] 第二阶单螺杆挤出机包括三个加热段，均设定加热温度为207℃，共混树脂由双螺杆直接推入该段进一步充分熔融共混，形成均一、稳定的熔体，便于发泡过程中泡孔的有序生产及有效扩张。第二阶单螺杆挤出机末端连接由模头及口模组成的成型段，其中模头段加热温度设定为190℃，使共混树脂达到成型所需适宜的粘度与流动性，保证其成型稳定性；口模段加热温度设定为185℃，熔体压力为11Mpa，共混树脂经环形或平板形口模减压作用，其中物理发泡剂气化使较小泡孔进一步扩大膨胀，完成隔热可降解聚丙烯发泡材料管状坯材的生产成型。
[0197] 4）最后，通过风冷作用使该材料管状坯材温度降低到50℃以下，在4m/min牵引速度下经在线切割成片状隔热可降解聚丙烯发泡材料成品。
[0198] 本发明涉及的隔热可降解聚丙烯发泡材料组分及质量配比的实施例如表2，经如表3工艺参数下生产可以得到的成品材料性能如表4。
[0199] 表2 隔热可降解聚丙烯发泡材料组分及质量配比
[0200]
[0201]
[0202] 表3 隔热可降解聚丙烯发泡材料生产工艺参数
[0203]
[0204]
[0205]
[0206] 表4 隔热可降解聚丙烯发泡材料性能
[0207]
[0208] 综上所述，高结晶聚丙烯树脂主要对产品性能的影响是：当高结晶聚丙烯树脂配比比例提高时，产品硬度随之增大，刚性、力学稳定性提高，适合作为承压容器、结构构件等刚性产品的原材料；聚乙烯类树脂主要对产品性能的影响是：聚乙烯类树脂配比比例提高时，产品硬度随之下降，柔韧性提高，适合作为发泡薄膜、软性衬垫等柔性产品的原材料。 [0209] 通过相关研究发现采用长支链高熔体强度聚丙烯作为挤出发泡组分树脂能很好地解决现有技术问题，实现较高的加工适应性。由于长支链高熔体强度聚丙烯与普通线性聚丙烯的结晶行为存在差异，前者结晶温度比后者高10℃左右，二者构成的共混体系对于挤出发泡的泡孔成核和增长会产生协同作用，能够有效促进成核，并抑制泡孔增长过程中的塌陷，从而使发泡材料具有低密度、隔热等优良性能，是聚丙烯发泡技术研究开发的重要方向。
[0210] 本发明的核心是采用长支链聚丙烯树脂为主要原料，制作过程加入超临界流体形式的物理发泡剂，使发泡材料具有低密度、隔热等优良性能、易于回收利用和生物降解。因此，凡是采用长支链聚丙烯树脂采用加入超临界流体形式的物理发泡剂制作的，均属于本发明的保护范围。
