一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及高分子发泡材料技术领域，具体为一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料及其制备工艺。


背景技术：

2.高分子发泡材料是一种聚合物和气体组成的气固两相复合物，具有轻质、缓冲、吸附、隔热等良好性能优势，被广泛应用于国民经济和产业的各个领域。聚丙烯作为通用塑料之一，具有熔点高、易加工、机械性能好等优点，其发泡制品，与聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯相比，具有更好的综合性能。现有的一些聚丙烯泡沫材料会使用化学发泡剂进行发泡，在发泡工艺中，有机发泡剂分解会产生大量的热，会导致所制泡沫材料中心碳化，有些还会分解产生甲醛，极其不环保。且聚丙烯的极限氧指数较低，约为18，所制泡沫材料易燃烧，会造成安全隐患。因此，我们提出一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料及其制备工艺。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、改性聚丙烯、抗氧剂，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，得到母粒；加入硫酸钙晶须，高速混合5～10min，通过单螺杆挤出，同时注入二氧化碳进行发泡，得到泡沫材料。
5.进一步的，双螺杆挤出机的各区温度为：一区170～175℃、二区180～185℃、三区190～195℃、四区200～205℃，挤出温度200～205℃，螺杆转速为90～120r/min。
6.进一步的，单螺杆挤出机的各区温度为：一区180～185℃、二区200～205℃、三区200～205℃、四区180～185℃、五区165～170℃、六区155～160℃，挤出温度157～159℃，螺杆转速为40～60r/min。
7.进一步的，所述泡沫材料包括以下质量组分：80～100份聚丙烯、12～15份超高分子量聚乙烯、10～30份改性聚丙烯、0.8～1.2份硫酸钙晶须、0.2～0.5份抗氧剂。
8.聚丙烯：t30s，熔融流动指数3.2g/10min（230℃，2.16kg），来源于中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司；超高分子量聚乙烯：2040，黏均分子量3.0
×
106g/mol，来源于上海联乐化工科技有限公司；硫酸钙晶须；np-w008，来源于上海峰竺晶须有限公司；抗氧剂为抗氧剂1010。
9.二氧化碳为发泡剂，其注入量为熔体质量的10wt%；发泡压力10～18mpa，发泡温度
151～155℃；二氧化碳：纯度99.9%，来源于宁波万里气体有限公司；固态物料和所制母粒使用前，置于80℃真空干燥箱内干燥4h；母粒为长度12～15mm，直径3～4mm的圆柱。
10.在上述技术方案中，因其具有无毒环保，热变形温度较高、室温冲击、刚性等综合性能较优，本发明选择聚丙烯作为泡沫材料的主要树脂成分。加入超高分子量聚乙烯，能够改善聚丙烯为半结晶塑料熔体强度较差的问题，有助于增强泡沫材料的制备时的熔体强度，提高其发泡倍率，改善所制泡沫材料泡孔的均匀性。并加入了硫酸钙晶须作为填料，能够与聚丙烯等大分子间存在相互作用，能够与超高分子量聚乙烯协同，促进物理缠结，提高熔体强度，改善发泡行为；还能够作为异相成核剂，诱导β晶成核，降低泡孔成核的能垒，促进泡孔成核，能够显著增加聚丙烯的发泡倍率，结合硫酸钙晶须的结构、性能特点，还能够提高所制泡沫材料的拉伸强度、压缩强度等综合力学性能；另外，硫酸钙晶须作为非金属材料，熔点很高，耐热性好，具有阻燃能力，能够有效改善所制泡沫材料的阻燃性能。而与化学发泡相加比，二氧化碳具有环境友好，生产安全的特性。
11.进一步的，所述硫酸钙晶须经过表面改性，具体工艺如下：取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲醇混合，调节体系ph至7.8～8.2，于40～42℃温度下水解反应100～150min，加入硫酸钙晶须，升温至138～142℃反应100～150min，得到环氧改性硫酸钙晶须；加入氨基木质素、磷酸，于30～50℃温度下反应2～4h；反应后冷却，抽滤，洗涤，120℃干燥，得到改性硫酸钙晶须。
12.进一步的，硫酸钙晶须、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基木质素、磷酸的质量比为100:（5～8）:（60～85）:（0.85～1.33）；γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲醇的比例为（1～5）g/100ml。
13.进一步的，氨基木质素由以下工艺制得：取去离子水、乙醇、op-10混合，搅拌12～18min，加入木质素，搅拌混合12～18min，利用盐酸调节体系ph至3～4，缓慢加入3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷，置于38～42℃温度下反应12～24h；离心，取沉淀洗涤，于60℃温度下干燥12h，得到氨基木质素。
14.进一步的，木质素、3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷的质量比为100:（10～20）；木质素、去离子水、乙醇、op-10的比例为10g:（30～40）ml:（90～100）ml:（1.0～1.2）g；盐酸的质量浓度为36%～38%；木质素：碱木质素，粒径200目，来源于济南扬海化工有限公司。
15.在上述技术方案中，木质素分子中含有芳基、酚羟基、醇羟基等基团，能够作为碳源应用于阻燃体系中。硫酸钙晶须经过表面改性，首先利用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（kh560）对硫酸钙晶须进行偶联，将环氧基团引入硫酸钙晶须表面，利用环氧与氨基，氨基与磷酸间的反应机理，将氨基木质素负载于硫酸钙晶须的表面，并引入氮、硅、磷等元素，能够使得形成的碳层更为连续致密完整，有助于抑制燃烧过程中的传热和烟气释放，发挥良好的阻燃性能，能够进一步改善泡沫材料的阻燃、热稳定性能。经过改性后的硫酸钙晶须还能够改善硫酸钙晶须与聚丙烯间的相容性，提高其界面强度，进一步提高所制泡沫材
料的拉伸强度、压缩强度等综合力学性能。
16.进一步的，所述改性聚丙烯由以下工艺制得：取聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、阻燃环氧树脂、乙酰丙酮锌、抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为187～192℃，得到改性聚丙烯。
17.进一步的，改性聚丙烯包括以下质量组分：100份聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、6～22份阻燃环氧树脂、0.1～0.2份催化剂乙酰丙酮锌、0.5～1.0份抗氧剂1010。
18.进一步的，阻燃环氧树脂由以下工艺制得：取乙醇、氨基木质素混合，缓慢加入2-噻唑丙醛，30min内加完，升温至65～80℃，反应5～6h；加入dopo，加热至80～85℃，反应12～13h；过滤，洗涤，于70℃温度下干燥12h，得到改性木质素；取环氧树脂，加热至130～150℃，加入改性木质素，搅拌反应30～40min，得到阻燃环氧树脂。
19.进一步的，氨基木质素、乙醇的比例为（10～12）g/100ml；氨基木质素、2-噻唑丙醛、dopo（9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物）的质量比为100:（10～21）:（15.5～32.0）。
20.进一步的，环氧树脂、改性木质素的质量比为100:（10～25）。
21.马来酸酐接枝聚丙烯（pp-g-mah）：hd900p，来源于南京华都科技实业有限公司；环氧树脂：e-44，环氧酯0.41～0.47mol/100g，来源于中海油常州涂料化工研究院有限公司。
22.在上述技术方案中，氨基木质素中的胺基与2-噻唑丙醛中的醛基发生醛胺缩合，形成醛亚胺，将其与dopo反应，得到具有硅、氮、磷修饰的木质素（改性木质素）；然后将得到的改性木质素与环氧树脂共混，环氧基团开环与改性木质素中的胺基（醛亚胺与dopo中磷氢键加成后，生成的仲氨基）反应，形成长链。并通过物料组分的配比控制，得到具有阻燃性能的环氧树脂。制得的阻燃环氧树脂与马来酸酐接枝聚丙烯于高温共混，将环氧树脂与酸酐基团反应，得到具有长支链的改性聚丙烯。得到的改性聚丙烯与聚丙烯熔融共混时，能够增强分子链段间的缠结点，阻止链段的滑移，增强其熔体强度，还能改善硫酸钙晶须与聚丙烯、超高分子量聚乙烯间界面结合，在提高所制泡沫材料阻燃性能的同时，改善其发泡行为和综合力学性能。
23.在后续聚丙烯超高分子量聚乙烯、改性聚丙烯、抗氧剂共挤得到的母粒，与硫酸钙晶须共混挤出时，改性聚丙烯中的残余环氧基团开环，与改性硫酸钙晶须表面的氨基反应固化，增加了体系的交联点，在发泡过程中放热，促进体系中的微小气泡膨胀，同时能够增强泡孔壁的强度和韧性，使得燃烧过程中形成的碳层更为连续致密完整，改善所制泡沫材料的力学性能和阻燃性能。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明的环保型聚丙烯阻燃泡沫材料及其制备工艺，通过超高分子量聚乙烯的使用，增强了分子间的相互作用，促进物理缠结；硫酸钙晶须能够降低泡孔成核的能垒，促进泡孔成核；改性聚丙烯由马来酸酐接枝聚丙烯与阻燃环氧树脂反应得到，能够增加强体系缠结与交联，增强熔体强度，提高所制泡沫材料的力学性能和阻燃性能。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是，本发明所有涉及的原料的购买厂家没有任何特殊的限制示例性地包括：在以下实施方式中，聚丙烯：t30s，熔融流动指数3.2g/10min（230℃，2.16kg），来源于中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司；超高分子量聚乙烯：2040，黏均分子量3.0
×
106g/mol，来源于上海联乐化工科技有限公司；硫酸钙晶须；np-w008，来源于上海峰竺晶须有限公司；二氧化碳：纯度99.9%，来源于宁波万里气体有限公司；木质素：碱木质素，粒径200目，来源于济南扬海化工有限公司。
27.马来酸酐接枝聚丙烯（pp-g-mah）：hd900p，来源于南京华都科技实业有限公司；环氧树脂：e-44，环氧酯0.41～0.47mol/100g，来源于中海油常州涂料化工研究院有限公司。
28.以下所述“份”数均为质量份，且实施方式中的组分质量均可等比例扩大。
29.实施例1：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）氨基木质素由以下工艺制得：取30ml去离子水、100ml乙醇、1.0gop-10混合，搅拌12min，加入10g木质素，搅拌混合12min，利用37%盐酸调节体系ph至4，缓慢加入1g3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷，置于38℃温度下反应12h；离心，取沉淀洗涤，于60℃温度下干燥12h，得到氨基木质素；（2）改性硫酸钙晶须的制备：取1.0gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、100ml甲醇混合，调节体系ph至7.8，于40℃温度下水解反应100min，加入20g硫酸钙晶须，升温至138℃反应100min，得到环氧改性硫酸钙晶须；加入12g氨基木质素、0.17g磷酸，于30℃温度下反应4h；反应后冷却，抽滤，洗涤，120℃干燥，得到改性硫酸钙晶须；（3）阻燃环氧树脂由以下工艺制得：取100ml乙醇、10g氨基木质素混合，缓慢加入1.0g2-噻唑丙醛，30min内加完，升温至65℃，反应6h；加入1.6gdopo，加热至80℃，反应13h；过滤，洗涤，于70℃温度下干燥12h，得到改性木质素；取100g环氧树脂，加热至130℃，加入10g改性木质素，搅拌反应40min，得到阻燃环氧树脂；（4）改性聚丙烯的制备：取100g聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、6g阻燃环氧树脂、0.1g乙酰丙酮锌、0.5g抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为187℃，得到改性聚丙烯；（5）泡沫材料的制备：
将80份聚丙烯、12份超高分子量聚乙烯、10份改性聚丙烯、0.2份抗氧剂1010，通过双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的各区温度为：一区170℃、二区180℃、三区190℃、四区200℃，挤出温度200℃，螺杆转速为90r/min，造粒，得到母粒；加入0.8份改性硫酸钙晶须，高速混合5min，通过单螺杆挤出，单螺杆挤出机的各区温度为：一区180℃、二区200℃、三区200℃、四区180℃、五区165℃、六区155℃，挤出温度157℃，螺杆转速为40r/min，同时注入二氧化碳进行发泡，二氧化碳注入量为熔体质量的10wt%；发泡压力10mpa，发泡温度155℃，得到泡沫材料。
30.实施例2：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）氨基木质素由以下工艺制得：取35ml去离子水、95ml乙醇、1.1gop-10混合，搅拌15min，加入10g木质素，搅拌混合15min，利用37%盐酸调节体系ph至3.5，缓慢加入1.5g3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷，置于40℃温度下反应18h；离心，取沉淀洗涤，于60℃温度下干燥12h，得到氨基木质素；（2）改性硫酸钙晶须的制备：取1.3gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、100ml甲醇混合，调节体系ph至8.0，于41℃温度下水解反应120min，加入20g硫酸钙晶须，升温至140℃反应120min，得到环氧改性硫酸钙晶须；加入15g氨基木质素、0.22g磷酸，于40℃温度下反应3h；反应后冷却，抽滤，洗涤，120℃干燥，得到改性硫酸钙晶须；（3）阻燃环氧树脂由以下工艺制得：取100ml乙醇、11g氨基木质素混合，缓慢加入1.5g2-噻唑丙醛，30min内加完，升温至72℃，反应5.5h；加入2.4gdopo，加热至82℃，反应12.5h；过滤，洗涤，于70℃温度下干燥12h，得到改性木质素；取100g环氧树脂，加热至140℃，加入18g改性木质素，搅拌反应35min，得到阻燃环氧树脂；（4）改性聚丙烯的制备：取100g聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、14g阻燃环氧树脂、0.15g乙酰丙酮锌、0.8g抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为190℃，得到改性聚丙烯；（5）泡沫材料的制备：将90份聚丙烯、14份超高分子量聚乙烯、20份改性聚丙烯、0.4份抗氧剂1010，通过双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的各区温度为：一区172℃、二区182℃、三区192℃、四区202℃，挤出温度202℃，螺杆转速为100r/min，造粒，得到母粒；加入1.0份改性硫酸钙晶须，高速混合8min，通过单螺杆挤出，单螺杆挤出机的各区温度为：一区182℃、二区202℃、三区202℃、四区182℃、五区168℃、六区158℃，挤出温度158℃，螺杆转速为50r/min，同时注入二氧化碳进行发泡，二氧化碳注入量为熔体质量的10wt%；发泡压力15mpa，发泡温度153℃，得到泡沫材料。
31.实施例3：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）氨基木质素由以下工艺制得：取40ml去离子水、90ml乙醇、1.2gop-10混合，搅拌18min，加入10g木质素，搅拌混合18min，利用37%盐酸调节体系ph至3，缓慢加入2g3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷，置于42℃
温度下反应24h；离心，取沉淀洗涤，于60℃温度下干燥12h，得到氨基木质素；（2）改性硫酸钙晶须的制备：取1.6gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、100ml甲醇混合，调节体系ph至8.2，于42℃温度下水解反应150min，加入20g硫酸钙晶须，升温至142℃反应150min，得到环氧改性硫酸钙晶须；加入17g氨基木质素、0.26g磷酸，于50℃温度下反应2h；反应后冷却，抽滤，洗涤，120℃干燥，得到改性硫酸钙晶须；（3）阻燃环氧树脂由以下工艺制得：取100ml乙醇、12g氨基木质素混合，缓慢加入2.1g2-噻唑丙醛，30min内加完，升温至80℃，反应5h；加入3.2gdopo，加热至85℃，反应12h；过滤，洗涤，于70℃温度下干燥12h，得到改性木质素；取100g环氧树脂，加热至150℃，加入25g改性木质素，搅拌反应30min，得到阻燃环氧树脂；（4）改性聚丙烯的制备：取100g聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、22g阻燃环氧树脂、0.2g乙酰丙酮锌、1.0g抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为192℃，得到改性聚丙烯；（5）泡沫材料的制备：将100份聚丙烯、15份超高分子量聚乙烯、30份改性聚丙烯、0.5份抗氧剂1010，通过双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的各区温度为：一区175℃、二区185℃、三区195℃、四区205℃，挤出温度205℃，螺杆转速为120r/min，造粒，得到母粒；加入1.2份改性硫酸钙晶须，高速混合10min，通过单螺杆挤出，单螺杆挤出机的各区温度为：一区185℃、二区205℃、三区205℃、四区185℃、五区170℃、六区160℃，挤出温度159℃，螺杆转速为60r/min，同时注入二氧化碳进行发泡，二氧化碳注入量为熔体质量的10wt%；发泡压力18mpa，发泡温度151℃，得到泡沫材料。
32.对比例1：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）氨基木质素由以下工艺制得：取30ml去离子水、100ml乙醇、1.0gop-10混合，搅拌12min，加入10g木质素，搅拌混合12min，利用37%盐酸调节体系ph至4，缓慢加入1g3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷，置于38℃温度下反应12h；离心，取沉淀洗涤，于60℃温度下干燥12h，得到氨基木质素；（2）改性硫酸钙晶须的制备：取1.0gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、100ml甲醇混合，调节体系ph至7.8，于40℃温度下水解反应100min，加入20g硫酸钙晶须，升温至138℃反应100min，得到改性硫酸钙晶须；（3）阻燃环氧树脂由以下工艺制得：取100ml乙醇、10g氨基木质素混合，缓慢加入1.0g2-噻唑丙醛，30min内加完，升温至65℃，反应6h；加入1.6gdopo，加热至80℃，反应13h；过滤，洗涤，于70℃温度下干燥12h，得到改性木质素；取100g环氧树脂，加热至130℃，加入10g改性木质素，搅拌反应40min，得到阻燃环氧树脂；（4）改性聚丙烯的制备：
取100g聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、6g阻燃环氧树脂、0.1g乙酰丙酮锌、0.5g抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为187℃，得到改性聚丙烯；步骤（5）与实施例1相同，得到泡沫材料。
33.对比例2：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）改性硫酸钙晶须的制备：取1.0gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、100ml甲醇混合，调节体系ph至7.8，于40℃温度下水解反应100min，加入20g硫酸钙晶须，升温至138℃反应100min，得到改性硫酸钙晶须；（2）阻燃环氧树脂由以下工艺制得：取100g环氧树脂，加热至130℃，加入10g木质素，搅拌反应40min，得到阻燃环氧树脂；（3）改性聚丙烯的制备：取100g聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、6g阻燃环氧树脂、0.1g乙酰丙酮锌、0.5g抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为187℃，得到改性聚丙烯；步骤（4）与实施例1中的步骤（5）相同，得到泡沫材料。
34.对比例3：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）改性硫酸钙晶须的制备：取1.0gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、100ml甲醇混合，调节体系ph至7.8，于40℃温度下水解反应100min，加入20g硫酸钙晶须，升温至138℃反应100min，得到改性硫酸钙晶须；（2）改性聚丙烯的制备：取100g聚丙烯接枝马来酸酐（pp-g-mah）、6g环氧树脂、0.1g乙酰丙酮锌、0.5g抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为187℃，得到改性聚丙烯；步骤（3）与实施例1中的步骤（5）相同，得到泡沫材料。
35.对比例4：一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，包括以下步骤：（1）改性硫酸钙晶须的制备：取1.0gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、100ml甲醇混合，调节体系ph至7.8，于40℃温度下水解反应100min，加入20g硫酸钙晶须，升温至138℃反应100min，得到改性硫酸钙晶须；（2）泡沫材料的制备：将80份聚丙烯、12份超高分子量聚乙烯、10份聚丙烯接枝马来酸酐、0.2份抗氧剂1010，通过双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的各区温度为：一区170℃、二区180℃、三区190℃、四区200℃，挤出温度200℃，螺杆转速为90r/min，造粒，得到母粒；加入0.8份改性硫酸钙晶须，高速混合5min，通过单螺杆挤出，单螺杆挤出机的各区温度为：一区180℃、二区200℃、三区200℃、四区180℃、五区165℃、六区155℃，挤出温度157℃，螺杆转速为40r/min，同时注入二氧化碳进行发泡，二氧化碳注入量为熔体质量的10wt%；发泡压力10mpa，发泡温度155℃，得到泡沫材料。
36.实验：取实施例1-3、对比例1-4中得到的泡沫材料，制得试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：拉伸强度测试：以gb/t 13022为参考标准，采用电子拉力机测试泡沫材料试样的拉伸性能，试样为哑铃型，尺寸为50mm
×
6mm
×
4mm，拉伸速率1mm/min；压缩强度测试：采用万能电子试验机测试泡沫材料试样的压缩性能，试样尺寸为
φ11mm
×
11mm；测试时，试样的最大压下量为其高度的60%，压缩速率1mm/min；阻燃性能测试：以gb/t 2406为参考标准，测试泡沫材料试样的极限氧指数。
[0037][0038]
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：实施例1-3中得到的泡沫材料与对比例1-4中得到的泡沫材料形成对比，检测结果可知，与对比例相比，实施例1-3中得到的泡沫材料，具有更高的拉伸强度、压缩强度和极限氧指数数据，这充分说明了本发明实现了对所制泡沫材料力学性能和阻燃性能的提高。
[0039]
与实施例1相比，对比例1中改性硫酸钙晶须为γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联改性硫酸钙晶须；与对比例1相比，对比例2将改性木质素替换为等质量的木质素；与对比例1相比，对比例3中的改性聚丙烯为环氧树脂接枝pp-g-mah；与对比例1相比，对比例4中的改性聚丙烯替换为等质量的pp-g-mah。与实施例1相比，对比例1-4中得到的泡沫材料，拉伸强度、压缩强度和极限氧指数数据降低，可知本发明对泡沫材料组分及其工艺的设置能够促进其力学性能和阻燃性能的综合改善。
[0040]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
[0041]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改等同替换改进等，均应包含在本发明的保
护范围之内。

技术特征：
1.一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、改性聚丙烯、抗氧剂，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，得到母粒；加入硫酸钙晶须，高速混合5～10min，通过单螺杆挤出，同时注入二氧化碳进行发泡，得到泡沫材料；所述改性聚丙烯由以下工艺制得：取聚丙烯接枝马来酸酐、阻燃环氧树脂、乙酰丙酮锌、抗氧剂1010，通过单螺杆挤出，挤出温度为187～192℃，得到改性聚丙烯；所述阻燃环氧树脂由以下工艺制得：取乙醇、氨基木质素混合，缓慢加入2-噻唑丙醛，30min内加完，升温至65～80℃，反应5～6h；加入dopo，加热至80～85℃，反应12～13h，得到改性木质素；取环氧树脂，加热至130～150℃，加入改性木质素，搅拌反应30～40min，得到阻燃环氧树脂。2.根据权利要求1所述的一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，其特征在于：所述泡沫材料包括以下质量组分：80～100份聚丙烯、12～15份超高分子量聚乙烯、10～30份改性聚丙烯、0.8～1.2份硫酸钙晶须、0.2～0.5份抗氧剂。3.根据权利要求1所述的一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，其特征在于：所述硫酸钙晶须经过表面改性，具体工艺如下：取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲醇混合，调节体系ph至7.8～8.2，于40～42℃温度下水解反应100～150min，加入硫酸钙晶须，升温至138～142℃反应100～150min；加入氨基木质素、磷酸，于30～50℃温度下反应2～4h，得到改性硫酸钙晶须。4.根据权利要求3所述的一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，其特征在于：所述硫酸钙晶须、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨基木质素、磷酸的质量比为100:（5～8）:（60～85）:（0.85～1.33）。5.根据权利要求3所述的一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，其特征在于：所述氨基木质素由以下工艺制得：取去离子水、乙醇、op-10混合，搅拌12～18min，加入木质素，搅拌混合12～18min，利用盐酸调节体系ph至3～4，缓慢加入3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷，置于38～42℃温度下反应12～24h。6.根据权利要求1所述的一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，其特征在于：所述改性聚丙烯包括以下质量组分：100份聚丙烯接枝马来酸酐、6～22份阻燃环氧树脂、0.1～0.2份催化剂乙酰丙酮锌、0.5～1.0份抗氧剂1010。7.根据权利要求1所述的一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料的制备工艺，其特征在于：所述氨基木质素、2-噻唑丙醛、dopo的质量比为100:（10～21）:（15.5～32.0）；所述环氧树脂、改性木质素的质量比为100:（10～25）。8.根据权利要求1-7任一项所述制备工艺制得的一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料。

技术总结
本发明涉及高分子发泡材料技术领域，具体为一种环保型聚丙烯阻燃泡沫材料及其制备工艺，包括以下步骤：将聚丙烯、超高分子量聚乙烯、改性聚丙烯、抗氧剂，通过双螺杆挤出机挤出，造粒，得到母粒；加入硫酸钙晶须，高速混合5～10min，通过单螺杆挤出，同时注入二氧化碳进行发泡，得到泡沫材料。本发明通过超高分子量聚乙烯的使用，增强了分子间的相互作用，促进物理缠结；硫酸钙晶须能够降低泡孔成核的能垒，促进泡孔成核；改性聚丙烯由马来酸酐接枝聚丙烯与阻燃环氧树脂反应得到，能够增加强体系缠结与交联，增强熔体强度，提高所制泡沫材料的力学性能和阻燃性能。料的力学性能和阻燃性能。


技术研发人员：马沛清
受保护的技术使用者：昆山巴鸣泡沫塑料制品有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/8/9