一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺

摘要

本发明涉及泡沫塑料的技术领域，提供了一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，将原料颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，通过采用加压、增压、泄压和保压四个阶段的特定压料工艺，使发泡剂与聚丙烯得到充分混合，再经过上下蒸汽冲刷，横向蒸汽穿透，对原料均匀加热膨胀，可获得泡孔均匀完整，发泡倍率高，具有表面外观优异，刚性大，抗压缓冲性能优良等特点的发泡聚丙烯材料，且本发明的工艺操作简便，易于控制，运行成本低。

权利要求

1.一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：

第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0 .05MPa～0 .1MPa，压制时间为35‑45分钟；

第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0 .3‑0 .4MPa，压制180‑200分钟；

第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0 .2‑0 .25MPa，压制100‑120分钟；

第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0 .1‑0 .15MPa，压制60‑70分钟；

(2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；

(3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；

(4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货，其中，所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进气阀和下方的冷凝水排放阀，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；

b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；

c、压力保持：横向通蒸汽后，打开上方蒸汽进气阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0 .9‑1 .5MPa，然后保持20‑50s；

d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至50‑70℃，确保产品的顺利脱模；

e、脱模，

所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1‑戊烯的三元共聚物80‑95份，聚乙烯辛烯弹性体5‑10份，甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯5‑10份，二氧化硅2‑5份，硅烷偶联剂0 .1‑0 .3份，芳香酰胺类成核剂0 .5‑2份，抗静电剂1‑2份。

2.根据权利要求1所述的包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，通入蒸汽后，模具内部的温度达到140℃以上。

3.根据权利要求1所述的包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，所述发泡剂为超临界氮气流体。

4.根据权利要求1所述的包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，所述芳香酰胺类成核剂为N  ,N二环己基对苯二甲酰胺、N  ,N‑二环己基邻苯二甲酰胺或N  ,N‑二苯胺基己二酰胺。

5.根据权利要求1所述的包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH602。

6.根据权利要求1所述的包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，所述抗静电剂为N ,N‑二羟乙基十八胺。

说明书

一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及泡沫塑料的技术领域，具体来说涉及一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺。

背景技术

[0002] 泡沫塑料具有比重轻、隔热保温、抗震抗压、弹性好、价格低廉等优点，因此，在包装领域得到广泛应用。但发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯在使用过程中会对环境产生严重的污
染，聚氨酯泡沫在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物，不能被反复回收利用，聚
苯乙烯泡沫在发泡过程中通常会使用到氟氯烃化合物或丁烷，降解困难，容易造成白色污
染，联合国环保组织已决定停止使用聚苯乙烯发泡产品。聚乙烯泡沫塑料硬度较低，最高使
用温度为80℃。而发泡聚丙烯EPP是一种环保材料，在制作过程中无毒无害，可回收再利用，
且使用温度高，为性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，成为目前增长最快的环保新
型抗压缓冲隔热材料。

[0003] 但现有的发泡聚丙烯EPP材料抗压缓冲隔热性能不够，硬度低，成型质量差。本发明所解决的技术问题在于提供一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其可有效
改善发泡聚丙烯EPP材料在成型中熔接不良和密度不稳的缺陷，进而可提高发泡聚丙烯EPP
箱体产品的熔接率和密度稳定性。

发明内容

[0004] 本发明的目的提供一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，采用特定组成和特定的生产工艺，用于解决现有技术中对聚丙烯发泡率低，硬度不够，运行成本高等问
题，本发明通过优化工艺获得的发泡聚丙烯材料泡孔均匀完整，发泡倍率高，具有表面外观
优异，刚性大，抗压缓冲性能优良等特点。

[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

[0007] (1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：

[0008] 第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0.05MPa～0.1MPa，压制时间为35‑45分钟；

[0009] 第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0.3‑0.4MPa，压制180‑200分钟；

[0010] 第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0.2‑0.25MPa，压制100‑120分钟；

[0011] 第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0.1‑0.15MPa，压制60‑70分钟；

[0012] (2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；

[0013] (3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；

[0014] (4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货。

[0015] 所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进汽阀和下方的冷凝水排放阀蒸汽，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；

[0016] b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；

[0017] c、压力保持：横向通蒸汽后，模具内部的温度一般能达到140℃以上，打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0.9‑1.5MPa，然后保持20‑50s；

[0018] d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至50‑70℃左右，确保产品的顺利脱模；

[0019] e、脱模。

[0020] 其中，发泡聚丙烯的发泡倍率在15‑50倍，密度为0.03‑0.07g/cm3。所述发泡剂为超临界氮气流体，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1‑戊烯
的三元共聚物80‑95份，聚乙烯辛烯弹性体5‑10份，甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯5‑10
份，二氧化硅2‑5份，硅烷偶联剂0.1‑0.3份，芳香酰胺类成核剂0.5‑2份，抗静电剂1‑2份。

[0021] 所述芳香酰胺类成核剂为N,N二环己基对苯二甲酰胺、N,N‑二环己基邻苯二甲酰胺、N,N‑二苯胺基己二酰胺等，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或KH602，所述抗静电剂为N,
N‑二羟乙基十八胺。

[0022] 所述丙烯与乙烯、1‑戊烯的三元共聚物的熔点低于140℃，分子量分布Mw/Mn＝5‑25，熔融指数为5‑10g/10min。聚乙烯辛烯弹性体在丙烯共聚物中分散，能够提高其韧性，保
证产品较好的抗冲击性能。二氧化硅不但能够增加熔体强度，提高刚性，其导热系数高，还
能快速传递热量，节省蒸汽用量。甲基丙烯酸缩水甘油醚接枝聚丙烯为相容剂，调节组分间
的相容性，硅烷偶联剂提高分散性，良好的相容性能够保证泡孔的生长密度和完整性。

[0023] 本发明的有益效果如下：包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料在生产过程中无有毒物质参与，环保。通过特定压料工艺，即加压、增压、泄压和保压四个阶段的特定压料工艺，可
使发泡剂充分浸润聚丙烯中，有利于均匀发泡，使得材料密度均匀，整体材料性能稳定。再
经过上下蒸汽冲刷，横向蒸汽穿透，使热量快速传递，聚丙烯均匀熔融膨胀粘合，最终获得
的产品泡孔均匀完整，发泡倍率高，不易变形。通过泡孔中滞留的气体吸收能量，提供优异
的抗压缓冲性能，均匀膨胀时填料很好的固定在发泡成型体中，形成连续网络，提供优异的
表面外观和刚性，满足包装的硬度需求。本发明的工艺操作简便，易于控制，运行成本低，适
宜规模化生产推广应用。

具体实施方式

[0024] 为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例只是本发明中的一部分实施例，而不是全
部实施例。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
获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 实施例1

[0026] 一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

[0027] (1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：

[0028] 第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0.05MPa，压制时间为35分钟；

[0029] 第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0.3MPa，压制180分钟；

[0030] 第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0.2MPa，压制100分钟；

[0031] 第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0.1MPa，压制60分钟；

[0032] (2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；

[0033] (3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；

[0034] (4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货。

[0035] 所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进汽阀和下方的冷凝水排放阀蒸汽，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；

[0036] b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；

[0037] c、压力保持：横向通蒸汽后，打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0.9MPa，然后保持20s；

[0038] d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至50左右，确保产品的顺利脱模；

[0039] e、脱模。

[0040] 所述发泡剂为超临界氮气流体，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1‑戊烯的三元共聚物80份，聚乙烯辛烯弹性体5份，甲基丙烯酸缩水甘油醚
接枝聚丙烯5份，二氧化硅2份，硅烷偶联剂KH550 0.1份，N,N二环己基对苯二甲酰胺0.5份，
N,N‑二羟乙基十八胺1份。

[0041] 上述方法制备得到的发泡聚丙烯发泡倍率为17.2倍，密度为0.067g/cm3，泡孔均匀，外观良好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为1.2，ISO1798测试方法测
得的拉伸强度为7.8MPa。

[0042] 实施例2

[0043] 一种包装箱体用发泡聚丙烯EPP材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

[0044] (1)经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，经过特定的压料工艺参数处理，该特定的压料工艺为：

[0045] 第一阶段：对含浸槽中的原料施加压力0.1MPa，压制时间为45分钟；

[0046] 第二阶段：待第一次压料结束后将压力增加到0.4MPa，压制200分钟；

[0047] 第三阶段：待第二次压料后结束后将压力减少到0.25MPa，压制120分钟；

[0048] 第四阶段：待第三次压料结束后将压力减少到0.15MPa，压制70分钟；

[0049] (2)原料压料工艺完成后，经料管输送系统输送至成型机料缸中，此过程有传感器实时监测料缸中原料含量，原料低于设定量后阀门自动开启，原料进入料缸；

[0050] (3)原料由料缸经料枪精确进入成型模腔内，由蒸汽高温加热后热塑成型；

[0051] (4)产品由模具上掉落后，置于专用烘干车中，经烘干处理后打包发货。

[0052] 所述步骤(3)中包括如下步骤：a、蒸汽冲刷：打开蒸汽室上方的蒸汽进汽阀和下方的冷凝水排放阀蒸汽，使蒸汽从上至下冲刷，以将空气排出蒸汽室，冷凝水流出；

[0053] b、横向蒸汽：使蒸汽从蒸汽室的一边横扫向原料，穿透原料后到达另一边并喷出；

[0054] c、压力保持：横向通蒸汽后，打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值1.5MPa，然后保持50s；

[0055] d、冷却稳定：采用冷却水喷淋的方式和真空负压吸收余热的方式，使模温下降至70℃左右，确保产品的顺利脱模；

[0056] e、脱模。

[0057] 所述发泡剂为超临界氮气流体，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1‑戊烯的三元共聚物95份，聚乙烯辛烯弹性体10份，甲基丙烯酸缩水甘油
醚接枝聚丙烯10份，二氧化硅5份，硅烷偶联剂KH550 0.3份，N,N二环己基对苯二甲酰胺2
份，N,N‑二羟乙基十八胺2份。

[0058] 上述方法制备得到的发泡聚丙烯发泡倍率为45倍，密度为0.034g/cm3，泡孔均匀，外观良好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.4，ISO1798测试方法测得的
拉伸强度为4.7MPa。

[0059] 比较例1

[0060] 与实施例1相比，步骤(1)为经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，对含浸槽中的原料直接施加压力至0.3MPa，压制375分钟。其余与实施例1相同。

[0061] 制备得到的发泡聚丙烯发泡倍率为14.2倍，密度为0.087g/cm3，泡孔不均匀，外观不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.7，ISO1798测试方法测得的拉伸
强度为5.4MPa。

[0062] 比较例2

[0063] 与实施例1相比，步骤(1)为经上料系统将原料聚丙烯颗粒和发泡剂送至压力含浸槽中，对含浸槽中的原料施加压力0.1MPa，压制时间为75分钟，然后将压力增加到0.3MPa，
压制300分钟。其余与实施例1相同。

[0064] 制备得到的发泡聚丙烯发泡倍率为14.9倍，密度为0.074g/cm3，泡孔不均匀，外观不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.9，ISO1798测试方法测得的拉伸
强度为5.9MPa。

[0065] 比较例3

[0066] 与实施例1相比，步骤(3)中没有进行蒸汽冲刷和横向蒸汽穿透步骤，直接打开上方蒸汽进汽阀，关闭下方冷凝水排放阀，使压力逐渐达到峰值0.9Mpa，然后保持20s。其余与
实施例1相同。

[0067] 制备得到的发泡聚丙烯发泡倍率为14.5倍，密度为0.076g/cm3，泡孔不均匀，外观不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.8，ISO1798测试方法测得的拉伸
强度为5.7MPa。

[0068] 比较例4

[0069] 与实施例1相比，所述聚丙烯颗粒的配方按重量份计由以下组分构成：丙烯与乙烯、1‑戊烯的三元共聚物80份，聚乙烯辛烯弹性体5份，二氧化硅2份，N,N‑二羟乙基十八胺1
份。其余与实施例1相同。

[0070] 制备得到的发泡聚丙烯发泡倍率为17.6倍，密度为0.063g/cm3，但泡孔不够完整，形成的网络连续性不好，ISO844测试方法测得的压缩强度MPa(25％变形)为0.7，ISO1798测
试方法测得的拉伸强度为4.5MPa。

[0071] 以上仅为本发明的示例性实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。