CN103087382B - 一种poe包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯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POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料，由下列重量份的原料制成：LDPE？60-100、LLDPE？0-40、POE？30-40、纳米陶土10-20、乙烯基三乙氧基硅烷2-3、聚磷酸铵5-10、对甲苯磺酰肼？4-6、碳酸氢钠2-3、柠檬酸三丁酯5-8、2,5-二甲基-2,5双（叔丁基过氧基）乙烷1-1.5、氧化锌2-4、硬脂酸1-2、二盐基亚磷酸铅1-2、乙撑双油酸酰胺2-3、改性树木灰3-5、紫外线吸收剂UV-0？1-2、抗氧剂DSTP？2-3。本发明生产出来的POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料质轻柔软、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。
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POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料及其制备方法。
背景技术
低密度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。但是目前低密度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，所以低密度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，阻燃性好且环保无毒的POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料及其制备方法。
本发明采用的技术方案采用的技术方案如下：
一种POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料，由下列重量份的原料制成：LDPE60-100、LLDPE0-40、POE30-40、纳米陶土10-20、乙烯基三乙氧基硅烷2-3、聚磷酸铵5-10、对甲苯磺酰肼4-6、碳酸氢钠2-3、柠檬酸三丁酯5-8、2,5-二甲基-2,5双（叔丁基过氧基）乙烷1-1.5、氧化锌2-4、硬脂酸1-2、二盐基亚磷酸铅1-2、乙撑双油酸酰胺2-3、改性树木灰3-5、紫外线吸收剂UV-01-2、抗氧剂DSTP2-3。
所述的改性树木灰由以下方法制得：先用10-15%氢氧化钠溶液煮沸树木灰20-30min，再用蒸馏水漂洗除净碱，置于110-120℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰重量2-3%的硅烷偶联剂KH-570、2-3%的天然胶乳、3-4%的木质素磺酸钠、4-6%的活性铝，在100-110℃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LDPE和LLDPE的总重量份为100。
POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米陶土干燥后与乙烯基三乙氧基硅烷加入高速捏合机中，在110-120℃下以500-800rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入POE在100-110℃下以1000-1500rpm的速度熔融共混10-20min，将混合料移入挤出机中挤出造粒，冷却至常温即得POE包覆的纳米陶土颗粒，备用；
（2）将LDPE、LLDPE和上述制得的POE包覆的纳米陶土颗粒一起加入密炼机中，在100-110℃下混炼5-8min，然后依次加入聚磷酸铵、对甲苯磺酰肼、碳酸氢钠等余下原料继续混炼10-15min出料；
（3）将上述混炼后的物料迅速移入开放式炼塑炼胶机中薄炼2-5遍，厚度5-8mm，温度控制在95-105℃，然后切割切成所需要尺寸的片料，称量；
（4）将适量片料加到预热的模具中，于平板硫化机上160-170℃温度下加压至8-10MPa，保压10-15min，去压发泡，冷却至常温即得本发明POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料。
本发明的有益效果：
本发明通过对树木灰进行改性，明显提高了树木灰与低密度聚乙烯的界面粘结强度，在外力作用下，改性树木灰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POE包覆改性纳米陶土，可以明显改善纳米陶土与聚乙烯的相容性，从而提高发泡材料的机械强度和硬度。本发明生产出来的POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料质轻柔软、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POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料，由下列重量份的原料制成：LDPE72份、LLDPE28份、POE36份、纳米陶土18份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、聚磷酸铵6份、对甲苯磺酰肼6份、碳酸氢钠2份、柠檬酸三丁酯6份、2,5-二甲基-2,5双（叔丁基过氧基）乙烷1.5份、氧化锌3份、硬脂酸2份、二盐基亚磷酸铅1.5份、乙撑双油酸酰胺2份、改性树木灰5份、紫外线吸收剂UV-02份、抗氧剂DSTP2份。
其中，所述的改性树木灰由以下方法制得：先用12%氢氧化钠溶液煮沸树木灰25min，再用蒸馏水漂洗除净碱，置于115℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰重量2%的硅烷偶联剂KH-570、2%的天然胶乳、3%的木质素磺酸钠、4%的活性铝，在105℃水浴中高速搅拌3h，烘干，粉碎研磨成超细粉末即可。
POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米陶土干燥后与乙烯基三乙氧基硅烷加入高速捏合机中，在120℃下以600rpm的速度搅拌混合30min，再加入POE在110℃下以1500rpm的速度熔融共混10min，将混合料移入挤出机中挤出造粒，冷却至常温即得POE包覆的纳米陶土颗粒，备用；
（2）将LDPE、LLDPE和上述制得的POE包覆的纳米陶土颗粒一起加入密炼机中，在105℃下混炼7min，然后依次加入聚磷酸铵、对甲苯磺酰肼、碳酸氢钠等余下原料继续混炼12min出料；
（3）将上述混炼后的物料迅速移入开放式炼塑炼胶机中薄炼4遍，厚度8mm，温度控制在102℃，然后切割切成所需要尺寸的片料，称量；
（4）将适量片料加到预热的模具中，于平板硫化机上165℃温度下加压至8MPa，保压15min，去压发泡，冷却至常温即得本发明POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料。
本实施例生产出来的POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯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） | 5.52 --> |
| 冲击回弹率（%） | 46 |
| 撕裂强度（kN·m-1） | 128 |
| 断裂伸长率（%） | 193 |
| 压缩永久变形（%） | 22.6 |
Claims (2)
1.一种POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：LDPE60-100、LLDPE0-40、POE30-40、纳米陶土10-20、乙烯基三乙氧基硅烷2-3、聚磷酸铵5-10、对甲苯磺酰肼4-6、碳酸氢钠2-3、柠檬酸三丁酯5-8、2,5-二甲基-2,5双（叔丁基过氧基）乙烷1-1.5、氧化锌2-4、硬脂酸1-2、二盐基亚磷酸铅1-2、乙撑双油酸酰胺2-3、改性树木灰3-5、紫外线吸收剂UV-01-2、抗氧剂DSTP2-3；
所述的改性树木灰由以下方法制得：先用10-15%氢氧化钠溶液煮沸树木灰20-30min，再用蒸馏水漂洗除净碱，置于110-120℃的烘箱内烘干，加入相当于树木灰重量2-3%的硅烷偶联剂KH-570、2-3%的天然胶乳、3-4%的木质素磺酸钠、4-6%的活性铝，在100-110℃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POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米陶土干燥后与乙烯基三乙氧基硅烷加入高速捏合机中，在110-120℃下以500-800rpm的速度搅拌混合20-30min，再加入POE在100-110℃下以1000-1500rpm的速度熔融共混10-20min，将混合料移入挤出机中挤出造粒，冷却至常温即得POE包覆的纳米陶土颗粒，备用；
（2）将LDPE、LLDPE和上述制得的POE包覆的纳米陶土颗粒一起加入密炼机中，在100-110℃下混炼5-8min，然后依次加入聚磷酸铵、对甲苯磺酰肼、碳酸氢钠等余下原料继续混炼10-15min出料；
（3）将上述混炼后的物料迅速移入开放式炼塑炼胶机中薄炼2-5遍，厚度5-8mm，温度控制在95-105℃，然后切割切成所需要尺寸的片料，称量；
（4）将适量片料加到预热的模具中，于平板硫化机上160-170℃温度下加压至8-10MPa，保压10-15min，去压发泡，冷却至常温即得POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料。
2.根据权利要求1所述的POE包覆纳米陶土改性低密度聚乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，所述的LDPE和LLDPE的总重量份为100。
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