CN102276893A - 一种高性能发泡聚乙烯板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高性能的发泡聚乙烯板材及其制备方法。本发明的材料按重量比包括：LDPE和LLDPE共50份；过氧化物0.01～1份；滑石粉和/或碳酸钙0.3～2份；抗缩剂0.02～0.06份以及发泡剂0.1～0.4份。本发明采用丁烷等作为发泡剂，以低密度聚乙烯，线形低密度聚乙烯为树脂原料，所制备的发泡聚乙烯具有高密度，高表面硬度的优点，其密度为60～400g/m3，表面硬度为40～70度。具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，回弹性和抗震效果良好。符合当今包装材料高性能，全面保护包装物的要求，而且，具有作为板材可持续利用时间长的优点，具有良好的市场潜力。

Description

一种高性能发泡聚乙烯板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种材料及其制作方法，具体地涉及一种高性能的发泡聚乙烯板材及其制备方法。
背景技术
随着我国国民经济建设的高速发展，大量高灵敏度、高精度的电子设备，光学仪器、仪表电器等设备装置，要求质量高保护性能好的包装。同时，与上述产品的运输相配套的铁路、航海、航空包装运输等领域也非常需要隔热、保温、缓冲和浮力性能优良的保护材料。我国近年兴起的发泡聚乙烯(EPE)研究，正是解决这一问题的开端，目前已获成果。EPE是一种轻质保护包装材料，采用高压聚乙烯作主要原材料，加入发泡剂及其它助剂，在高温高压条件下，经发泡而成。这种材料具有独立的气泡结构、密度小、柔性好、富有弹性、耐化学腐蚀，、耐酸、耐碱、耐油、耐水和耐老化等特性。克服了聚苯乙烯发泡材料(EPS)易碎、不耐溶剂、易变形、回复性差的缺点。同时，EPE成型工艺独特，在制作成型品过程中，不需要使用模具，不但能完全按客户的要求，自由进行设计的变动，而且大大减少客户的模具费用，尤其在客户产品品种多及数量少的特殊情况下，更能显示EPE所带来的效益，如优化设计综合成本低于EPS，纸塑等产品，制样及生产周期短，可极大地缩短交货周期，成品造型设计新颖美观，实用，高效。目前，EPE发泡产品已在包装领域得到广泛使用，可用于家具保护包装，电器防震定位包装，木地板防潮地垫，管道保温隔热，机器保护包装、集装箱内衬、沙发及建筑施工接合缝及水果和玻璃器皿保护包装。EPE卷材与低压膜热合后可制袋，用于汽车遮阳板、沙滩垫、地热采暖。切割粘接后可制成用于电脑，电视包装的电器保护材料等。
目前市场上广泛使用的EPE材料的密度和表面硬度均较低，密度只能达到20-30g/m3，硬度只能达到邵氏硬度30-40，易被尖锐物体刺穿，长途运输时的耐碰撞性能较差，无法适应高档电器和精密仪器的保护要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能的发泡聚乙烯材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种高性能发泡聚乙烯板材的制备方法，包括以下步骤：
1)将LDPE，LLDPE，DCP和添加剂经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段；
2)将丁烷和抗缩剂单硬脂酸甘油脂分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中；
3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。
所用的原料包括LDPE，LLDPE，DCP，添加剂，丁烷和抗缩剂，所述的添加剂包括滑石粉和/或碳酸钙，所述的抗缩剂为单硬脂酸甘油酯。
步骤一用量为：在树脂总重量保持不变为50kg的情况下，LDPE为30～50kg，LLDPE为0～20kg，DCP为0.01～1kg，碳酸钙或滑石粉为0.3～2kg。
步骤二用量为：丁烷40～100ml，单硬脂酸甘油酯8～60g。
所述的高性能发泡聚乙烯板材密度为60～400g/m3，表面硬度为40～70度。
一种高性能发泡聚乙烯材料，按重量比，包括：
LDPE和LLDPE         共50份；       过氧化异丙苯     0.01～1份；
滑石粉和/或碳酸钙   0.3～2份；     单硬脂酸甘油酯   0.008～0.06份 以及
丁烷                0.04～0.1份。
所述的LDPE为30～50份，LLDPE为0～20份。
本发明采用丁烷等作为发泡剂，以低密度聚乙烯(LDPE)和分子量较大的线形低密度聚乙烯(LLDPE)为树脂原料，加入少量过氧化物进行适度交联，所制备的发泡聚乙烯具有高密度(60-400g/m3)，高表面硬度(邵氏硬度40-70)，其机械强度，抗蠕变性，耐应力开裂，耐热和耐低温性更为优越。具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，回弹性和抗震效果良好。符合当今包装材料高性能，全面保护包装物的要求，而且，具有作为板材可持续利用时间长的优点，具有良好的市场发展潜力。
具体实施方式
本发明包括以下步骤：
1)将低密度聚乙烯(LDPE)，线形低密度聚乙烯(LLDPE)，DCP(过氧化异丙苯)，碳酸钙或滑石粉等添加剂经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。
2)将发泡剂丁烷和抗缩剂单硬脂酸甘油脂分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使丁烷均匀分散在熔体中。
3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。该工艺流程如下：
Figure BDA0000066319410000031
4)密度测定：裁剪发泡聚乙烯板材，测其长(l)、宽(w)、高(h)，再测其重量(m)，则密度ρ＝m/(l*w*h)
表面硬度测定：用邵氏硬度仪测定。
本发明所制备的发泡聚乙烯板材具有高密度(60-400g/m3)，高表面硬度(邵氏硬度40-70)的特性，具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，回弹性和抗震效果良好。符合当今包装材料高性能，全面保护包装物的要求，能为包装物提供更全面的保护，具有可持续利用时间长的优点。
实施例1：
1)将40kgLDPE，10kgLLDPE，0.01kgDCP和0.3kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。
2)将100ml丁烷和24g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。
3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。
4)密度测定：裁剪发泡聚乙烯板材，测其长(l)、宽(w)、高(h)，再测其重量(m)，则密度ρ＝m/(l*w*h)
表面硬度测定：用邵氏硬度仪测定。
实验结果如表所示。
表1
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  150   55
实施例2：
如实施例1所述，将步骤1)改为：将45kgLDPE，5kgLLDPE，0.01kgDCP和0.5kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。实验结果如表2所示：
表2
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  173   57
实施例3：
如实施例1所述，将步骤1)改为：将30kgLDPE，20kgLLDPE，0.015kgDCP和0.6kg轻质碳酸钙，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。实验结果如表3所示：
表3
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  298   59
实施例4：
如实施例1所述，将步骤1)改为：将30kgLDPE，20kgLLDPE，0.02kgDCP和0.9kg轻质碳酸钙，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。实验结果如表3所示：
表4
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  190   61
实施例5：
如实施例1所述，将步骤2)改为：将40ml丁烷和8g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。实验结果如表5所示：
表5
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  145   53
实施例6：
如实施例1所述，将步骤2)改为：将50ml丁烷和8g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。实验结果如表6所示：
表6
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  124   52
实施例7：
1)将30kgLDPE，20kgLLDPE，0.01kgDCP和0.3kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。
2)将40ml丁烷和60g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。
3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。实验结果如表7所示：
表7
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  400   70
实施例8：
1)将50kgLDPE，0.01kgDCP和0.3kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。
2)将100ml丁烷和8g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。
3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。。实验结果如表8所示：
表8
  密度(g/m3)   表面硬度(邵氏硬度)
  60   40
上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种高性能发泡聚乙烯板材的制备方法，包括以下步骤：
1)将LDPE，LLDPE，DCP和添加剂经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段；
2)将丁烷和抗缩剂单硬脂酸甘油脂分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中；
3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。
2.如权利要求1所述的一种高性能发泡聚乙烯板材的制备方法，所用的原料包括LDPE，LLDPE，DCP，添加剂，丁烷和抗缩剂，所述的添加剂为滑石粉或碳酸钙，所述的抗缩剂为单硬脂酸甘油酯。
3.如权利要求1所述的一种高性能发泡聚乙烯板材的制备方法，步骤一用量为：在树脂总重量保持不变为50kg的情况下，LDPE为30～50kg，LLDPE为0～20kg，DCP为0.01～1kg，碳酸钙或滑石粉为0.3～2kg。
4.如权利要求3所述的一种高性能发泡聚乙烯板材的制备方法，步骤二用量为：丁烷40～100ml，单硬脂酸甘油酯8～60g。
5.如权利要求1所述的一种高性能发泡聚乙烯板材的制备方法，其特征在于，所述的高性能发泡聚乙烯板材密度为60～400g/m3，表面硬度为40～70度。
6.一种高性能发泡聚乙烯材料，按重量比，包括：
LDPE和LLDPE         共50份；      过氧化异丙苯    0.01～1份；
滑石粉和/或碳酸钙   0.3～2份；    单硬脂酸甘油酯  0.008～0.06份以及
丁烷                0.04～0.1份。
7.如权利要求6所述的一种高性能发泡聚乙烯材料，其特征在于：所述的LDPE为30～50份，LLDPE为0～20份。
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