CN102443214B

CN102443214B - 一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法

Info

Publication number: CN102443214B
Application number: CN 201110285655
Authority: CN
Inventors: 张雯; 林为; 张华集; 王月香; 杨莉莉
Original assignee: Fujian Normal University
Current assignee: Fujian Normal University
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: CN102443214A

Abstract

本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法。其特征在于：1）按重量份组成：高压茂金属聚乙烯80～100，复合填充剂30～50，复配交联剂1～1.4，自制改性发泡剂5～6润滑剂1.0～1.2，发泡助剂1.2～1.6；2）将高压茂金属聚乙烯与复合填充剂、复配交联剂，发泡剂、润滑剂、发泡助剂共同投入密炼机内进行第一次混炼；将混炼后物料倒出，转入开放式炼塑炼胶机上进行二次混炼；混炼后出片、裁片、称量并装入平板硫化机进行硫化发泡，得到新型发泡材料。本发明选择复配交联剂使得高压茂金属聚乙烯发泡材料在大于10倍下仍拥有理想的机械性能，具有同类聚乙烯发泡材料无法比拟的优点。

Description

一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法。

背景技术

与通用聚乙烯相比，高压茂金属聚乙烯（EPPE）是一种在加工过程中只需少量添加剂和较低能耗的绿色聚合物，具有与高压低密度聚乙烯（LDPE）相同的加工性能，同时兼有优于线性低密度聚乙烯（LLDPE）的机械强度。本发明创新性地选择复配交联剂以使高压茂金属聚乙烯（EPPE）发泡材料在较高发泡倍率（大于10倍）下不仅拥有理想的机械性能，而且具有同类聚乙烯发泡材料不可比拟的优点。本发明生产的新型聚乙烯发泡材料机械性能优异、环保无毒、发泡倍率高、生产成本低，广泛用于高档包装、工艺礼品、运动鞋材和体育用品等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有理想机械性能、生产成本低且环保无毒的新型高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

1）按重量份组成：

高压茂金属聚乙烯 80～100

复合填充剂 30～50

复配交联剂 1～1.4

自制改性发泡剂 5～6

发泡助剂 1.2～1.6

润滑剂 1～1.2

2）制备

将高压茂金属聚乙烯与复合填充剂、复配交联剂、自制改性发泡剂、发泡助剂和润滑剂于密炼机内进行第一次混炼，混炼时间8～11 min,温度110～120℃；将混炼后的物料倒出，迅速移转入开放式炼塑炼胶机上进行二次混炼，混炼时间6～8 min,温度95～105℃；混炼均匀后出片、裁片、称量并装入平板硫化机进行硫化发泡，硫化时间30～35 min，硫化气压0.7～0.8 MPa，得到高倍率聚乙烯发泡材料。

所述的高压茂金属聚乙烯是指日本住友公司的型号为CB0002、CU2002或GH030的高压茂金属聚乙烯产品。

所述的复合填充剂是指滑石粉DH1250与强化改制填充剂RB510按重量比1:1的比例复合而成。

所述的复配交联剂是指二甲基二硫代氨基甲酸锌（ZDMC）与双叔丁基过氧化二异丙基苯（BIPB）按重量比1:5的比例复配而成。

所述的自制改性发泡剂是指偶氮二甲酰胺（AC）、碳酸氢钠和柠檬酸钠按重量比8:1.5:0.5的比例混合而成。

所述的发泡助剂是指氧化锌或碳酸锌，或氧化锌与碳酸锌任意比例的混合物。

所述的润滑剂是指硬脂酸、增塑剂A或橡胶润滑剂FC-PP。

本发明所选择的高压茂金属聚乙烯和复配交联剂，能有效地建立高倍率发泡体系所必需的熔体强度，以保证发泡材料应有的机械性能。

本发明所采用的复合填充剂，不仅能使发泡材料泡孔结构致密均匀，而且对材料有一定的补强作用，同时也降低了生产成本。

本发明利用自制改性发泡剂与发泡助剂的协同作用，有效地降低了偶氮二甲酰胺的分解温度，同时最大限度地激活了发气量，保证了新型高倍率聚乙烯发泡材料的制备。

用此技术方案制备的新型高倍率聚乙烯发泡材料，具有综合机械性能优异，发泡倍率高、生产成本低等特性。

与通用聚乙烯发泡材料相比，本发明具有以下创新点：

所选择的复配交联剂不仅保证了高倍率高压茂金属聚乙烯发泡体系所需的熔体强度，而且保证了高压茂金属聚乙烯（EPPE）发泡材料在较高发泡倍率（大于10倍）下仍具有理想的机械性能。

与通用聚乙烯发泡材料相比，本发明具有以下优点：

（1）在采用相同制备工艺的条件下，与其他同类聚乙烯发泡材料相比，高压茂金属聚乙烯发泡材料具有较高的发泡倍率，并同时保持优异的机械性能。此外，较高的发泡倍率赋予材料显著的成本优势。

（2）高压茂金属聚乙烯发泡材料所选用的原材料、助剂以及生产全过程均不产生有毒、有害物质，是一种环保无毒的新型发泡材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

本实施例原料：

高压茂金属聚乙烯CB0002、CU2002或GH030，日本住友公司；

滑石粉DH1250，尤溪县荣鑫超细钙粉厂；

强化改制填充剂RB510，辽宁省海城精华矿产有限公司；

二甲基二硫代氨基甲酸锌，濮阳蔚林化工股份有限公司；

双叔丁基过氧化二异丙基苯，湖南以翔化工有限公司。

一种高倍率聚乙烯发泡材料的生产制备方法包括以下步骤：

按照重量份的比例组分为：

高压茂金属聚乙烯CB0002 50 kg

复合填充剂 15 kg

复配交联剂 0.6 kg

自制改性发泡剂 3.0 kg

氧化锌 0.8 kg

硬脂酸 0.6 kg

其中：

复合填充剂采用7.5 kg的滑石粉DH1250与7.5 kg的强化改制填充剂RB510按重量比1:1的比例复合而成。

复配交联剂是指0.1 kg的二甲基二硫代氨基甲酸锌与0.5 kg的双叔丁基过氧化二异丙基苯按重量比1:5的比例复配而成。

自制改性发泡剂是指2.4 kg的偶氮二甲酰胺、0.45 kg的碳酸氢钠和0.15 kg的柠檬酸钠按重量比8:1.5:0.5的比例混合而成。

将上述高压茂金属聚乙烯与复合填充剂、复配交联剂、自制改性发泡剂、氧化锌和硬脂酸分别称量后于密炼机内进行第一次混炼，混炼时间10 min，混炼温度120℃。将上述混炼后的混合物料倒出，迅速移入开放式炼塑炼胶机进行二次混炼，混炼时间8 min，混炼温度105℃；混炼均匀后出片、裁片、称量并装入平板硫化机进行硫化发泡，硫化时间35 min；硫化气压0.75 MPa，得到高倍率聚乙烯发泡材料。常温停放冷却24小时后，进行各项物理性能测试。检测结果如下表：

硬度（邵氏C，o）	38.5
		密度（g/cm³）	0.078
断裂伸长率（%）	186
		拉伸强度（MPa）	1.55
冲击回弹率（%）	42.0
		压缩形变（%）	34.0
发泡倍率	11.0

实施例2

本实施例所用原料不饱和脂肪酸锌是指橡胶润滑剂FC-PP(泉州市华翔化工有限公司)，其他原料与实施例1相同。

按照重量份的比例组分为：

高压茂金属聚乙烯CU2002 100 kg

复合填充剂 30 kg

复配交联剂 1.2 kg

自制改性发泡剂 5 kg

碳酸锌 1.6 kg

橡胶润滑剂FC-PP 1.2 kg

其中：

复合填充剂采用15 kg的滑石粉DH1250与15 kg的强化改制填充剂RB510按重量比1:1的比例复合而成。

复配交联剂是指0.2 kg的二甲基二硫代氨基甲酸锌与1.0 kg的双叔丁基过氧化二异丙基苯按重量比为1:5的比例复配而成。

自制改性发泡剂是指4 kg的偶氮二甲酰胺、0.75 kg的碳酸氢钠和0.25 kg的柠檬酸钠按重量比8:1.5:0.5的比例混合而成。

将上述高压茂金属聚乙烯（EPPE）与复合填充剂、复配交联剂、自制改性发泡剂、碳酸锌和橡胶润滑剂FC-PP分别称量后于密炼机内进行第一次混炼，混炼时间11 min，混炼温度110℃。将上述混炼后的混合物料倒出，迅速移入开放式炼塑炼胶机进行二次混炼，混炼时间为6 min，温度95℃；混炼均匀后出片、裁片、称量并装入平板硫化机进行硫化发泡，硫化时间30 min；硫化气压0.7 MPa，得到高倍率聚乙烯发泡材料。常温停放冷却24小时后，进行各项物理性能测试。检测结果如下表：

硬度（邵氏C，o）	42.2
		密度（g/cm³）	0.073
断裂伸长率（%）	180
		拉伸强度（MPa）	1.52
冲击回弹率（%）	40.5
		压缩形变（%）	35.0
发泡倍率	11.4

实施例3

本实施例所用原料不饱和脂肪酸锌是指增塑剂A(聊城瑞捷化学有限公司)，其他原料与实施例1相同。

按照重量份的比例组分为：

高压茂金属聚乙烯GH030 80 kg

复合填充剂 50 kg

复配交联剂 1.0 kg

自制改性发泡剂 6.0 kg

发泡助剂 1.2 kg

增塑剂A 1.0 kg

其中：

复合填充剂采用25 kg的滑石粉DH1250与25 kg的强化改制填充剂RB510按重量比1:1的比例复合而成。

复配交联剂是指0.166 kg的二甲基二硫代氨基甲酸锌与0.834kg的双叔丁基过氧化二异丙基苯按重量比1:5的比例复配而成。

自制改性发泡剂是指4.8 kg的偶氮二甲酰胺、0.9kg的碳酸氢钠和0.3kg的柠檬酸钠按重量比为8:1.5:0.5比例混合而成。

发泡助剂是指0.8 kg的氧化锌与0.4 kg的碳酸锌混合的混合物。

将上述高压茂金属聚乙烯与复合填充剂、复配交联剂、自制改性发泡剂、发泡助剂和增塑剂A分别称量后于密炼机内进行第一次混炼，混炼时间8 min，混炼温度105℃。将上述混炼后的物料倒出，迅速移入开放式炼塑炼胶机上进行二次混炼，混炼时间7 min，混炼温度100℃；混炼均匀后出片、裁片、称量并装入平板硫化机进行硫化发泡，硫化时间32 min，硫化气压0.8 MPa，得到高倍率聚乙烯发泡材料。常温停放冷却24小时后，进行各项物理性能测试。检测结果如下表：

硬度（邵氏C，o）	40.7
		密度（g/cm³）	0.085
断裂伸长率（%）	189
		拉伸强度（MPa）	1.65
冲击回弹率（%）	45.5
		压缩形变（%）	32.5
发泡倍率	10.6

如上所述，本发明实现了高压茂金属聚乙烯（EPPE）发泡材料在高倍率（大于10倍）下仍具有理想机械性能的目的，拓宽了聚乙烯发泡材料的应用领域和成本的可接受范围。

Claims

1.一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于：

1）按重量份组成：

高压茂金属聚乙烯 80～100

复合填充剂 30～50

复配交联剂 1～1.4

自制改性发泡剂 5～6

发泡助剂 1.2～1.6

润滑剂 1.0～1.2

2）制备

将高压茂金属聚乙烯与复合填充剂、复配交联剂、自制改性发泡剂、发泡助剂和润滑剂于密炼机内进行第一次混炼；将混炼后的物料倒出，迅速移入开放式炼塑炼胶机进行二次混炼；混炼均匀后出片、裁片、称量并装入平板硫化机进行硫化发泡，得到高倍率聚乙烯发泡材料；

所述的复合填充剂是指滑石粉DH1250与强化改制填充剂RB510按重量比1:1的比例复合而成；

所述的复配交联剂是指二甲基二硫代氨基甲酸锌与双叔丁基过氧化二异丙基苯按重量比1:5的比例复配而成；

所述的自制改性发泡剂是指偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠和柠檬酸钠按重量比8:1.5:0.5的比例混合而成；

2.根据权利要求1所述的一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于所述的高压茂金属聚乙烯是指型号为CB0002、CU2002或GH030的高压茂金属聚乙烯产品。

3.根据权利要求1所述的一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于所述的润滑剂是指硬脂酸、增塑剂A或橡胶润滑剂FC-PP。

4.根据权利要求1所述的一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于所述的第一次混炼，混炼时间8～11 min, 温度110～120℃。

5.根据权利要求1所述的一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于所述的二次混炼，混炼时间为6～8 min，温度95～105℃。

6.根据权利要求1所述的一种高倍率聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于所述的硫化发泡，硫化时间30～35 min，硫化气压0.7～0.8 MPa。