CN103030869A - 聚乙烯/pbt包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料，由下列重量份的原料制成：LLDPE60-80、HDPE20-40、PBT30-40、电气石10-15、水玻璃15-20、椰壳粉5-10、苯胺甲基三乙氧基硅烷1-2、十溴二苯醚5-8、尼龙酸二正丁酯4-6、环氧硬脂酸辛酯5-8、发泡剂3-5、双过氧氨基甲酸酯1-2、氧化锌1-2、硬脂酸钙1-2、二盐基亚磷酸铅0.5-1、三硬脂酸甘油酯2-3、改性树木灰烬3-5、抗氧剂2461-2。本发明生产出来的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料质轻柔软、强度高、回弹性好，发泡效果理想、泡孔均匀、细小致密、阻燃性好，耐老化，经久耐用。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料加工领域，具体涉及一种聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯发泡材料具有优异的物理、化学和力学性能。它强韧，挠曲性好，耐磨耗，有优异的电绝缘性，隔热性和耐化学性，被广泛地用于包装、化工、建筑等许多领域。但是目前聚乙烯发泡材料还存在着强度低、回弹性差、泡孔不均匀等缺点，所以聚乙烯发泡材料的发展方向之一是开发柔软，挠曲性高，强度高，泡孔均匀、细小致密的闭孔泡沫品级，同时,各领域对塑料材料的阻燃也提出相应的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有优良机械性能，阻燃性好且强度高的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料，由下列重量份的原料制成：LLDPE 60-80、HDPE 20-40、PBT 30-40、电气石10-15、水玻璃15-20、椰壳粉5-10、苯胺甲基三乙氧基硅烷1-2、十溴二苯醚5-8、尼龙酸二正丁酯4-6、环氧硬脂酸辛酯5-8、发泡剂3-5、双过氧氨基甲酸酯1-2、氧化锌1-2、硬脂酸钙1-2、二盐基亚磷酸铅0.5-1、三硬脂酸甘油酯2-3、改性树木灰烬3-5、抗氧剂246 1-2。
所述的椰壳粉的粒度为50-100目。
所述的发泡剂由以下重量份的原料组成：4，4’-氧代双苯磺酰肼15-25、偶氮二甲酰胺8-12、对甲基苯磺酞氨基脲5-8、二苯胍3-5、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4-6、二甲基硅油10-15。
所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用15-20%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于110-120 ℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的木质素磺酸钠、2-3%的聚异丁烯、1-2%的平平加O、4-6%的滑石粉，在80-90℃水浴中高速搅拌2-3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
所述的LLDPE和HDPE的总重量份为100。
聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将电气石干燥、粉碎，过100-150目筛后，与苯胺甲基三乙氧基硅烷加入高速混合机中，在110-120℃下以500-800rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入水玻璃继续搅拌10-15min后，然后加入椰壳粉以1000-1500rpm的速度共混5-10min，烘干后送入造粒机中造粒，粒径控制在0.2-0.4mm，即得椰壳粉包覆电气石颗粒；
（2）将PBT 加入双螺杆挤出机中，升温至225-235℃，待其成为熔融状态时，加入步骤（1）制得的椰壳粉包覆电气石颗粒，在400-600rpm的转速下熔融共混10-20min，然后挤出造粒，冷却至常温即得PBT包覆椰壳粉颗粒粒子；
（3）将LLDPE、HDPE和步骤（2）制得的PBT包覆椰壳粉颗粒粒子一起加入高速混料机中，在50-80℃下高速混合5-10min，然后依次加入十溴二苯醚、尼龙酸二正丁酯、环氧硬脂酸辛酯、发泡剂、双过氧氨基甲酸酯等其余原料继续混合10-15min出料；
（4）将步骤（3）所得的物料送入密炼机中进行塑化，塑化温度为95-100℃，塑化时间为3-5min，然后将所得的物料转移至双辊开放式塑炼机中进一步的塑化，塑化温度为105-110℃，塑化时间为5-8min，
（5）将塑化好的物料传送到四辊塑料压延机上，在辊面温度为115-130℃，压延速度为30-50m/min的条件下，将混合料压延成厚度为0.5-0.8mmm的薄膜；
（6）将压延成的薄膜按照常规方法直接通过辊压贴合到基布上，修边后通过牵引收卷机牵引卷取成半成品，然后将卷状半成品牵引送入发泡炉中发泡成型，发泡温度为180-195℃，发泡时间为2-3min；
（7）卷状半成品发泡后，在压花辊进行压延印花处理，冷却至室温，经修边卷取获得成品。
本发明的有益效果：
本发明通过对树木灰烬进行改性，明显提高了树木灰烬与聚乙烯的界面粘结强度，在外力作用下，改性树木灰烬粒子在发泡材料中有效地起到承担应力和分散应力的作用，并诱发基体树脂发生塑性形变，从而提高了发泡材料的拉伸强度、冲击强度以及弯曲模量等力学性能。本发明通过对配方调整和工艺改进，利用椰壳粉包覆电气石，制得椰壳粉颗粒，再用PBT包覆椰壳粉颗粒，两次包覆可以明显改善电气石与聚乙烯的相容性，同时椰壳粉颗粒可改善发泡材料的结构，得到较高的气泡密度和较小的泡孔直径，从而提高发泡材料的冲击强度和物理机械性能。本发明生产出来的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料质轻柔软、强度高、回弹性好，发泡效果理想、泡孔均匀、细小致密、阻燃性好，耐化学腐蚀，耐老化，经久耐用。
具体实施方式
实施例
一种聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料，由下列重量份的原料制成：LLDPE 80份、HDPE 20份、PBT 30份、电气石12份、水玻璃15份、椰壳粉7份、苯胺甲基三乙氧基硅烷1份、十溴二苯醚8份、尼龙酸二正丁酯5份、环氧硬脂酸辛酯8份、发泡剂5份、双过氧氨基甲酸酯1.5份、氧化锌1份、硬脂酸钙1.5份、二盐基亚磷酸铅1份、三硬脂酸甘油酯2份、改性树木灰烬4份、抗氧剂246 1.5份。
其中，所述的椰壳粉的粒度为100目。
所述的发泡剂由以下重量份的原料组成：4，4’-氧代双苯磺酰肼20份、偶氮二甲酰胺10份、对甲基苯磺酞氨基脲6份、二苯胍4份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5份、二甲基硅油10份。
所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用16%双氧水煮沸树木灰烬30min，再用蒸馏水洗净，置于115℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2.5%的木质素磺酸钠、2.5%的聚异丁烯、2%的平平加O、5%的滑石粉，在90℃水浴中高速搅拌2h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将电气石干燥、粉碎，过150目筛后，与苯胺甲基三乙氧基硅烷加入高速混合机中，在120℃下以600rpm的速度搅拌混合25min，再加入水玻璃继续搅拌12min后，然后加入椰壳粉以1500rpm的速度共混5min，烘干后送入造粒机中造粒，粒径控制在0.4mm，即得椰壳粉包覆电气石颗粒；
（2）将PBT 加入双螺杆挤出机中，升温至230℃，待其成为熔融状态时，加入步骤（1）制得的椰壳粉包覆电气石颗粒，在500rpm的转速下熔融共混15min，然后挤出造粒，冷却至常温即得PBT包覆椰壳粉颗粒粒子；
（3）将LLDPE、HDPE和步骤（2）制得的PBT包覆椰壳粉颗粒粒子一起加入高速混料机中，在65℃下高速混合8min，然后依次加入十溴二苯醚、尼龙酸二正丁酯、环氧硬脂酸辛酯、发泡剂、双过氧氨基甲酸酯等其余原料继续混合12min出料；
（4）将步骤（3）所得的物料送入密炼机中进行塑化，塑化温度为100℃，塑化时间为4min，然后将所得的物料转移至双辊开放式塑炼机中进一步的塑化，塑化温度为105℃，塑化时间为6min，
（5）将塑化好的物料传送到四辊塑料压延机上，在辊面温度为125℃，压延速度为40m/min的条件下，将混合料压延成厚度为0.6mmm的薄膜；
（6）将压延成的薄膜按照常规方法直接通过辊压贴合到基布上，修边后通过牵引收卷机牵引卷取成半成品，然后将卷状半成品牵引送入发泡炉中发泡成型，发泡温度为195℃，发泡时间为2min；
（7）卷状半成品发泡后，在压花辊进行压延印花处理，冷却至室温，经修边卷取获得成品。
本发明生产出来的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料的性能测试如下表所示：
| 检测项目 | 结果 |
| 拉伸强度（MPa） | 6.2 |
| 冲击强度（kJ·m-2） | 12.1 |
| 冲击回弹率（%） | 40 |
| 撕裂强度（kN·m-1） | 132 |
| 断裂伸长率（%） | 189 |
| 压缩永久变形（%） | 21.7 |
| 弯曲模量（MPa） | 138 |
Claims (6)
1.一种聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：LLDPE 60-80、HDPE 20-40、PBT 30-40、电气石10-15、水玻璃15-20、椰壳粉5-10、苯胺甲基三乙氧基硅烷1-2、十溴二苯醚5-8、尼龙酸二正丁酯4-6、环氧硬脂酸辛酯5-8、发泡剂3-5、双过氧氨基甲酸酯1-2、氧化锌1-2、硬脂酸钙1-2、二盐基亚磷酸铅0.5-1、三硬脂酸甘油酯2-3、改性树木灰烬3-5、抗氧剂246 1-2。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料，其特征在于，所述的椰壳粉的粒度为50-100目。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯/PBT包覆椰壳颗粒粒子共混发泡材料，其特征在于，所述的发泡剂由以下重量份的原料组成：4，4’-氧代双苯磺酰肼15-25、偶氮二甲酰胺8-12、对甲基苯磺酞氨基脲5-8、二苯胍3-5、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4-6、二甲基硅油10-15。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料，其特征在于，所述的改性树木灰烬由下列方法制得：先用15-20%双氧水煮沸树木灰烬20-30min，再用蒸馏水洗净，置于110-120 ℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的木质素磺酸钠、2-3%的聚异丁烯、1-2%的平平加O、4-6%的滑石粉，在80-90℃水浴中高速搅拌2-3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料，其特征在于，所述的LLDPE和HDPE的总重量份为100。
6.一种如权利要求1所述的聚乙烯/PBT包覆椰壳粉颗粒粒子共混发泡材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将电气石干燥、粉碎，过100-150目筛后，与苯胺甲基三乙氧基硅烷加入高速混合机中，在110-120℃下以500-800rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入水玻璃继续搅拌10-15min后，然后加入椰壳粉以1000-1500rpm的速度共混5-10min，烘干后送入造粒机中造粒，粒径控制在0.2-0.4mm，即得椰壳粉包覆电气石颗粒；
（2）将PBT 加入双螺杆挤出机中，升温至225-235℃，待其成为熔融状态时，加入步骤（1）制得的椰壳粉包覆电气石颗粒，在400-600rpm的转速下熔融共混10-20min，然后挤出造粒，冷却至常温即得PBT包覆椰壳粉颗粒粒子；
（3）将LLDPE、HDPE和步骤（2）制得的PBT包覆椰壳粉颗粒粒子一起加入高速混料机中，在50-80℃下高速混合5-10min，然后依次加入十溴二苯醚、尼龙酸二正丁酯、环氧硬脂酸辛酯、发泡剂、双过氧氨基甲酸酯等其余原料继续混合10-15min出料；
（4）将步骤（3）所得的物料送入密炼机中进行塑化，塑化温度为95-100℃，塑化时间为3-5min，然后将所得的物料转移至双辊开放式塑炼机中进一步的塑化，塑化温度为105-110℃，塑化时间为5-8min，
（5）将塑化好的物料传送到四辊塑料压延机上，在辊面温度为115-130℃，压延速度为30-50m/min的条件下，将混合料压延成厚度为0.5-0.8mmm的薄膜；
（6）将压延成的薄膜按照常规方法直接通过辊压贴合到基布上，修边后通过牵引收卷机牵引卷取成半成品，然后将卷状半成品牵引送入发泡炉中发泡成型，发泡温度为180-195℃，发泡时间为2-3min；
（7）卷状半成品发泡后，在压花辊进行压延印花处理，冷却至室温，经修边卷取获得成品。
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