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CN115536937A - 一种耐高温聚丙烯挤出发泡片材及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温聚丙烯挤出发泡片材及其制备方法 Download PDF

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CN115536937A
CN115536937A CN202211199164.2A CN202211199164A CN115536937A CN 115536937 A CN115536937 A CN 115536937A CN 202211199164 A CN202211199164 A CN 202211199164A CN 115536937 A CN115536937 A CN 115536937A
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Wuhan Institute of Technology
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Abstract

本发明公开了一种耐高温聚丙烯挤出发泡片材及其制备方法，组分及质量配比为：长支链型高熔体强度聚丙烯：40～80份；高结晶聚丙烯：5～45份；β‑晶型成核剂：0.01～2份。本发明制备的的耐高温聚丙烯挤出发泡片材具有优良的耐高温性能，适用于加热食品或需要高温消毒产品的包装或容器制造；良好的化学稳定性，适用于绝大多数酸性或碱性产品的或容器制造；突出的耐油脂侵蚀性能，适用于油炸、煎烤类食品或含油脂产品的包装或容器制造；优良的包装适应性，所采用的发泡工艺不影响其热封性能，适用于各类产品的热封包装或在其基础上开发各种复合材料；适宜的力学特性，拉伸强度、冲击强度高，适用于具有良好耐冲击与振动性能的包装或容器制造。

Description

一种耐高温聚丙烯挤出发泡片材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种发泡材料，尤其涉及一种耐高温聚丙烯挤出发泡片材及其制备方法，属于功能材料领域。
背景技术
聚丙烯发泡材料是一种性能独特的新型聚烯烃类发泡材料，具有原材料质量轻，使用温度高，降解性能好，化学、物理稳定性高，以及耐弯折、强度高等优良力学性能。目前在国外已初步实现工业化量产，主要应用于汽车、包装、建筑、电子等领域，具有巨大的应用与开发潜力。然而，国内聚丙烯发泡材料的发展尚处于实验开发阶段，绝大多数企业依赖进口国外聚丙烯预发泡粒子，通过二次发泡与模塑成型方式制造聚丙烯发泡产品，较国外依托自主知识产权开展的工业化大生产差距巨大，无法满足国内聚丙烯发泡材料与产品市场大规模、多层次、功能化的现实要求与发展趋势。
近年来,随着国家发改委第21号令颁布，对《产业结构调整指导目录(2011年本)》有关条目进行局部调整，在淘汰类产品目录中删除了一次性发泡塑料餐具(简称发泡餐具)，这意味着一次性发泡塑料餐具在被禁产禁用14年后，如今被重新允许进入市场。这在一定程度上为聚丙烯发泡材料进入餐饮具、食品包装等领域起到了巨大的推动作用，使聚丙烯发泡材料发展与产品开发成为该领域发展新方向，引起了人们越来越多的关注。聚丙烯发泡材料应用于包装领域可作为瓶、杯、罐、碗、盘、盒、袋等类包装容器基材，开发各类标准容器产品，应用非常广泛。所开发的包装容器产品具有耐高温(热变形温度可达110℃以上)，可作为加热食品或需要高温消毒产品的包装容器；耐酸碱，对于酸性或碱性产品具有良好的稳定性；耐油脂，适用于油炸、煎烤类食品或含油脂产品的包装；易热封，在应用中可采用热封的方法进行密封；强度高，制备的包装容器具有良好的耐冲击与振动的性能。因此，开发此类可以应用于餐饮具、食品包装等领域聚丙烯发泡材料及其制备方法就成了该领域的研究重点与发展方向，亟需具备上述优良性能，兼具价格低廉，可降解等特点的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，提供包装等相关行业使用。
发明内容
基于以上现实要求，本发明所解决的技术问题在于提供一种性能优异兼具价格低廉，可降解等特点的耐高温聚丙烯挤出发泡片材及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种耐高温聚丙烯挤出发泡片材，组分及质量配比为：
长支链型高熔体强度聚丙烯：45～85份；
高结晶聚丙烯：5～45份；
β-晶型成核剂：0.01～2份；
其中，所述的长支链型高熔体强度聚丙烯，支链碳原子数为10～30，熔体强度为20～70cN，熔融温度为160～240℃；
所述耐高温聚丙烯挤出发泡片材具有均匀的泡孔结构，厚度为0.5～3mm，表观密度为50～500kg/m3，发泡倍率为2～20。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的耐高温聚丙烯挤出发泡片材进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述高结晶聚丙烯为高结晶均聚聚丙烯、耐冲击共聚聚丙烯中的一种或两种混合，熔体强度为15～20cN,熔融温度160～240℃。
作为上述技术方案的改进，所述β-晶型成核剂为TMB成核剂、WBG成核剂、N，N'-二环己基-2，6-萘二甲酰胺、γ-喹吖啶酮、三苯二噻嗪、蒽、菲、硫化二苯胺、庚二酸、硬脂酸钙及衍生物中的一种或几种混合。
作为上述技术方案的改进，还包括如下组分：聚乙烯类树脂：0.1～10份；物理发泡剂：2～5份；充填剂：0.1～10份；润滑剂：0.01～2份；抗氧剂：0.01～2份。
作为上述技术方案的改进，所述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-丙烯酸共聚物、乙丙橡胶中的一种或几种混合，熔体强度为20～40cN，熔融温度155～195℃，多分散性指数为7.0～8.5。
作为上述技术方案的改进，所述物理发泡剂为超临界流体状态的二氧化碳、氮气、氦气、氩气、戊烷、丁烷中的一种或几种混合。
作为上述技术方案的改进，所述充填剂为云母、硅藻石、蒙脱土、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、硅灰石、二氧化硅、二氧化钛中的一种或几种混合。
作为上述技术方案的改进，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、高沸点石蜡、微晶石蜡、脂肪酸中的一种或几种混合。
作为上述技术方案的改进，所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂168中的一种或几种混合。
本发明还提供上述耐高温聚丙烯挤出发泡片材的生产方法，工艺步骤如下：
1)按质量配比将除物理发泡剂的各组分通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径60～150mm，长径比28～36，设定螺杆转速为15～25r/min，熔体压力为15～30MPa，熔体温度为180～220℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为150～180℃，设定熔融段温度为170～200℃，设定混炼段温度为200～240℃，设定均化段温度为200～240℃，设定计量段温度为200～240℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的物理发泡剂，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径90～200mm，长径比26～34，设定螺杆转速为15～25r/min，熔体压力为10～25MPa，熔体温度为160～200℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为160～200℃，热交换器与熔体泵温度均为170～190℃，模头温度为160～180℃，口模外唇温度为110～130℃，口模内唇温度为105～125℃，口模压力为0.1～20Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量0.1～5m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量0.01～2m3/min，定型装置直径为100～800mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为10～25℃，循环水温度为10～60℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为5～500m/min，收卷直径0.5～2m，收卷幅宽1～2m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为100～700N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
与现有技术相比，本发明所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材具有优良的耐高温性能，热变形温度最高可达140℃以上，适用于加热食品或需要高温消毒产品的包装或容器制造；良好的化学稳定性，在pH2～12条件下可长期稳定使用，适用于绝大多数酸性或碱性产品的或容器制造；突出的耐油脂侵蚀性能，常温条件(25℃)下对大多数油脂类物质吸收率小于0.01％，适用于油炸、煎烤类食品或含油脂产品的包装或容器制造；优良的包装适应性，所采用的发泡工艺不影响其热封性能(热封温度120～160℃)，适用于各类产品的热封包装或在其基础上开发各种复合材料；适宜的力学特性，拉伸强度均可达到30MPa以上，冲击强度均可达到3.0kJ/m2以上，适用于具有良好耐冲击与振动性能的包装或容器制造。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明优选实施例的耐高温聚丙烯挤出发泡片材发泡倍率2时的热变形温度图，其中(a)充填剂为硅灰石；(b)充填剂为硫酸钡；(c)充填剂为硅钙石；(d)充填剂为碳酸钙；(e)充填剂为蒙脱石；(f)充填剂为硅藻土；(g)充填剂为云母。
图2是本发明优选实施例的耐高温聚丙烯挤出发泡片材充填剂为云母时的热变形温度图，其中(a)云母充填量0.1份(实施例1)；(b)云母充填量1份(实施例2)；(c)云母充填量2份(实施例3)；(d)云母充填量5份(实施例4)；(e)云母充填量10份(实施例5)；(f)云母充填量20份(实施例6)。
图3是本发明优选实施例1的耐高温聚丙烯挤出发泡片材的断面扫描电子显微镜图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
实施例1
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：80份；
高结晶均聚聚丙烯：5份；
TMB成核剂：2份；
低密度聚乙烯：10份；
云母：0.1份；
乙撑双硬脂酰胺：2份；
抗氧剂1076：1份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径60mm，长径比28，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为15MPa，熔体温度为180℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为150℃，设定熔融段温度为170℃，设定混炼段温度为200℃，设定均化段温度为200℃，设定计量段温度为200℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的二氧化碳2份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径90mm，长径比26，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为10MPa，熔体温度为160℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为160℃，热交换器与熔体泵温度均为170℃，模头温度为160℃，口模外唇温度为110℃，口模内唇温度为105℃，口模压力为0.1Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量0.1m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量0.01m3/min，定型装置直径为100mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为10℃，循环水温度为10℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为5m/min，收卷直径0.5m，收卷幅宽1m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为100N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例2
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：75份；
结晶共聚聚丙烯：15份；
WBG成核剂：1.5份；
线性低密度聚乙烯：5份；
云母：1份；
硬脂酰胺：1.5份；
抗氧剂1010：1份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径75mm，长径比28，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为15MPa，熔体温度为180℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为150℃，设定熔融段温度为170℃，设定混炼段温度为200℃，设定均化段温度为200℃，设定计量段温度为200℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的氮气2.5份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径90mm，长径比26，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为10MPa，熔体温度为160℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为160℃，热交换器与熔体泵温度均为170℃，模头温度为160℃，口模外唇温度为110℃，口模内唇温度为105℃，口模压力为0.1Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量0.1m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量0.01m3/min，定型装置直径为200mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为10～25℃，循环水温度为10～60℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为50m/min，收卷直径0.5m，收卷幅宽1m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为200N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例3
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：70份；
高结晶均聚聚丙烯：15份；
高结晶共聚聚丙烯：10份；
N，N'-二环己基-2，6-萘二甲酰胺：0.01份；
中密度聚乙烯：0.1份；
云母：2份；
油酸酰胺：2份；
抗氧剂300：1份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径90mm，长径比28～36，设定螺杆转速为20r/min，熔体压力为25MPa，熔体温度为200℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为170℃，设定熔融段温度为180℃，设定混炼段温度为220℃，设定均化段温度为220℃，设定计量段温度为220℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的氦气3份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径150mm，长径比32，设定螺杆转速为20r/min，熔体压力为20MPa，熔体温度为180℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为190℃，热交换器与熔体泵温度均为180℃，模头温度为170℃，口模外唇温度为120℃，口模内唇温度为115℃，口模压力为10Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量3m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量1m3/min，定型装置直径为300mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为15℃，循环水温度为40℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为150m/min，收卷直径1m，收卷幅宽1.5m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为300N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例4
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：60份；
高结晶均聚聚丙烯：25份；
γ-喹吖啶酮：1份；
高密度聚乙烯：5份；
云母：5份；
硬脂酸钙：2份；
抗氧剂168：2份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径120mm，长径比32，设定螺杆转速为20r/min，熔体压力为25MPa，熔体温度为200℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为170℃，设定熔融段温度为180℃，设定混炼段温度为220℃，设定均化段温度为220℃，设定计量段温度为220℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的氩气4份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径150mm，长径比32，设定螺杆转速为20r/min，熔体压力为15MPa，熔体温度为180℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为190℃，热交换器与熔体泵温度均为180℃，模头温度为170℃，口模外唇温度为120℃，口模内唇温度为115℃，口模压力为10Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量3m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量1m3/min，定型装置直径为400mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为15℃，循环水温度为40℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为150m/min，收卷直径1m，收卷幅宽1m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为400N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例5
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：50份；
高结晶共聚聚丙烯：35份；
三苯二噻嗪：2份；
乙烯-乙烯醇共聚物：5份；
云母：7份；
硬脂酸锌：1份；
抗氧剂1076：0.01份；
抗氧剂1010：0.01～2份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径150mm，长径比36，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为30MPa，熔体温度为220℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为180℃，设定熔融段温度为200℃，设定混炼段温度为240℃，设定均化段温度为240℃，设定计量段温度为240℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的戊烷2份和丁烷3份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径200mm，长径比34，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为25MPa，熔体温度为200℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为200℃，热交换器与熔体泵温度均为190℃，模头温度为180℃，口模外唇温度为130℃，口模内唇温度为125℃，口模压力为20Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量5m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量2m3/min，定型装置直径为500mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为25℃，循环水温度为60℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为300m/min，收卷直径2m，收卷幅宽1m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为500N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例6
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：40份；
高结晶均聚聚丙烯：45份；
蒽：2份；
乙烯-丙烯酸共聚物：0.1份；
云母：10份；
高沸点石蜡：2份；
抗氧剂1076：1份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径60mm，长径比36，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为30MPa，熔体温度为220℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为180℃，设定熔融段温度为200℃，设定混炼段温度为240℃，设定均化段温度为240℃，设定计量段温度为240℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的二氧化碳2份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径90mm，长径比34，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为25MPa，熔体温度为200℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为200℃，热交换器与熔体泵温度均为190℃，模头温度为180℃，口模外唇温度为130℃，口模内唇温度为125℃，口模压力为20Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量5m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量2m3/min，定型装置直径为600mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为25℃，循环水温度为60℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为500m/min，收卷直径2m，收卷幅宽2m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为600N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例7
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：50份；
高结晶共聚聚丙烯：45份；
菲：2份；
低密度聚乙烯：0.1份；
硅藻石：1份；
微晶石蜡：1份；
抗氧剂1010：1份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径75mm，长径比28，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为15MPa，熔体温度为180℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为150℃，设定熔融段温度为170℃，设定混炼段温度为200℃，设定均化段温度为200℃，设定计量段温度为200℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的二氧化碳2.5份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径90mm，长径比26，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为10MPa，熔体温度为160℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为160℃，热交换器与熔体泵温度均为170℃，模头温度为160℃，口模外唇温度为110℃，口模内唇温度为105℃，口模压力为0.1Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量0.1m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量0.01m3/min，定型装置直径为800mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为10℃，循环水温度为10℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为300m/min，收卷直径1m，收卷幅宽1.5m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为700N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例8
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：60份；
高结晶均聚聚丙烯：15份；
高结晶共聚聚丙烯：10份；
硫化二苯胺：1份；
线性低密度聚乙烯：10份；
蒙脱土：1份；
碳酸钙：1份；
脂肪酸：1份；
抗氧剂300：1份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径90mm，长径比28，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为15MPa，熔体温度为180℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为150℃，设定熔融段温度为170℃，设定混炼段温度为200℃，设定均化段温度为200℃，设定计量段温度为200℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的氮气2份和氦气1份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径90mm，长径比26，设定螺杆转速为15r/min，熔体压力为10MPa，熔体温度为160℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为160℃，热交换器与熔体泵温度均为170℃，模头温度为160℃，口模外唇温度为110℃，口模内唇温度为105℃，口模压力为5Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量1m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量1m3/min，定型装置直径为500mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为10℃，循环水温度为10℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为300m/min，收卷直径1m，收卷幅宽2m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为500N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例9
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：70份；
高结晶均聚聚丙烯：15份；
庚二酸：1份；
高密度聚乙烯：5份；
滑石粉：3份；
硫酸钡：2份；
硅灰石：2份；
硬脂酸钙：0.5份；
硬脂酸锌：0.5份；
抗氧剂168：1份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径120mm，长径比36，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为30MPa，熔体温度为220℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为180℃，设定熔融段温度为200℃，设定混炼段温度为240℃，设定均化段温度为240℃，设定计量段温度为240℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的戊烷4份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径200mm，长径比34，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为25MPa，熔体温度为200℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为200℃，热交换器与熔体泵温度均为190℃，模头温度为180℃，口模外唇温度为130℃，口模内唇温度为125℃，口模压力为15Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量3m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量1m3/min，定型装置直径为200mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为25℃，循环水温度为40℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为200m/min，收卷直径2m，收卷幅宽1m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为500N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
实施例10
1)将各组分按质量配比
长支链型高熔体强度聚丙烯：70份；
高结晶共聚聚丙烯：5份；
硬脂酸钙：2份；
低密度聚乙烯：5份；
线性低密度聚乙烯：5份；
二氧化硅：5份；
二氧化钛：5份；
乙撑双硬脂酰胺：1份；
硬脂酰胺：1份；
抗氧剂300：0.5份；
抗氧剂168：0.5份；
通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径150mm，长径比36，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为30MPa，熔体温度为220℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为180℃，设定熔融段温度为200℃，设定混炼段温度为240℃，设定均化段温度为240℃，设定计量段温度为240℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的丁烷5份，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径200mm，长径比34，设定螺杆转速为25r/min，熔体压力为25MPa，熔体温度为200℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为200℃，热交换器与熔体泵温度均为190℃，模头温度为180℃，口模外唇温度为110～130℃，口模内唇温度为125℃，口模压力为20Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量5m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量2m3/min，定型装置直径为100mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为25℃，循环水温度为60℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为300m/min，收卷直径2m，收卷幅宽1m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为700N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐高温聚丙烯挤出发泡片材，组分及质量配比为：
长支链型高熔体强度聚丙烯：40～80份；
高结晶聚丙烯：5～45份；
β-晶型成核剂：0.01～2份；
其中，所述的长支链型高熔体强度聚丙烯，支链碳原子数为10～30，熔体强度为20～70cN，熔融温度为160～240℃；
所述耐高温聚丙烯挤出发泡片材具有均匀的泡孔结构，厚度为0.5～3mm，表观密度为50～500kg/m3，发泡倍率为2～20。
2.根据权利要求1所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述高结晶聚丙烯为高结晶均聚聚丙烯、高结晶共聚聚丙烯中的一种或几种混合，结晶度为65％～75％,熔融温度160～240℃。
3.根据权利要求1所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述β-晶型成核剂为TMB成核剂、WBG成核剂、N，N'-二环己基-2，6-萘二甲酰胺、γ-喹吖啶酮、三苯二噻嗪、蒽、菲、硫化二苯胺、庚二酸、硬脂酸钙及衍生物中的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述耐高温聚丙烯挤出发泡片材还包括如下组分：聚乙烯类树脂：0.1～10份；物理发泡剂：2～5份；充填剂：0.1～10份；润滑剂：0.01～2份；抗氧剂：0.01～2份。
5.根据权利要求4所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述聚乙烯类树脂为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种混合，熔体强度为20～40cN，熔融温度155～195℃，多分散性指数为7.0～8.5。
6.根据权利要求4所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述物理发泡剂为超临界流体状态的二氧化碳、氮气、氦气、氩气、戊烷、丁烷中的一种或几种混合。
7.根据权利要求4所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述充填剂为云母、硅藻石、蒙脱土、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、硅灰石、二氧化硅、二氧化钛中的一种或几种混合。
8.根据权利要求4所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、高沸点石蜡、微晶石蜡、脂肪酸中的一种或几种混合。
9.根据权利要求4所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂300、抗氧剂168中的一种或几种混合。
10.根据权利要求1～9所述的耐高温聚丙烯挤出发泡片材的生产方法，工艺步骤如下：
1)按质量配比将除物理发泡剂的各组分通过高速混合机进行充分混合，得到干混原料；
2)第一阶共混挤出：第一阶挤出机采用具有混炼模块的单螺杆挤出机，螺杆直径60～150mm，长径比28～36，设定螺杆转速为15～25r/min，熔体压力为15～30MPa，熔体温度为180～220℃；
将所得干混原料加入料装置，设定加料段温度为150～180℃，设定熔融段温度为170～200℃，设定混炼段温度为200～240℃，设定均化段温度为200～240℃，设定计量段温度为200～240℃；在第一阶单螺杆挤出机中，干混原料在熔融、剪切与混炼作用下形成共混熔体，此过程中发泡相容剂达到分解温度后分解释放出少量气体，形成具有许多微小增容核的共混熔体，在熔融段通入超临界流体形式的物理发泡剂，通过混炼实现与增容核的相容，使物理发泡剂充分分散在共混熔体中，形成状态稳定共混熔体，经过进一步的均化稳定后进行熔体计量，并向第二阶挤出机继续输送；
3)第二阶成型挤出：第二阶挤出机采用末端连接热交换器、熔体泵的单螺杆挤机，螺杆直径90～200mm，长径比26～34，设定螺杆转速为15～25r/min，熔体压力为10～25MPa，熔体温度为160～200℃；
将共混熔体经第一阶挤出机直接推入，设定三段温度均为160～200℃，热交换器与熔体泵温度均为170～190℃，模头温度为160～180℃，口模外唇温度为110～130℃，口模内唇温度为105～125℃，口模压力为0.1～20Mpa；经环状口模减压作用共混熔体中的物理发泡剂气化在其内部形成均匀的泡孔结构，形成管状熔坯，并向冷却定型系统继续输送；
4)冷却定型系统：冷却定型系统采用外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置构成的复合冷却系统，外部风环主冷却装置空气流量0.1～5m3/min，内部循环水辅助冷却装置循环水流量0.01～2m3/min，定型装置直径为100～800mm；
将管状熔坯经第二阶挤出机直接推入，设定风环温度为10～25℃，循环水温度为10～60℃；经环外部风环主冷却装置与内部循环水辅助冷却装置冷却作用管状熔坯温度逐渐降低，在成核剂作用下树脂快速结晶，内部泡孔结构迅速定型，形成泡孔均匀的管状坯材，并向收卷系统继续输送；
5)收卷系统：收卷系统采用在线切割、展平、静电消除与张力控制装置，主牵引装置牵引速度为5～500m/min，收卷直径0.5～2m，收卷幅宽1～2m；
将管状坯材经冷却定型系统直接推入，设定收卷张力为100～700N，经在线切割、展平与静电消除，得到耐高温聚丙烯挤出发泡片材成品。
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