CN104610632A - 一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料及其制备方法 - Google Patents

一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料及其制备方法,本发明采用低密度聚乙烯和发泡剂,加上增韧剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、着色剂进行工艺优化处理,产品具有优秀的抗冲击性,以及良好的防静电性能和炫丽表面视觉效果,弥补了防静电辐照交联聚乙烯泡棉大多以黑色为主的空白,完全可以满足现有市场对抗静电交联聚乙烯发泡材料的需求,提升市场竞争力,对常用发泡聚乙烯抗静电材料是一次重要的改进;克服了传统防静电聚乙烯泡棉成本高、加工困难、力学性能降低的缺点。

Description

一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料及其制备方法
技术领域
    本发明高分子材料技术领域,具体是一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料及其制备方法。该材料可广泛用于电子消费品、装饰、包装等领域。
背景技术
交联聚乙烯发泡材料是一种以聚乙烯为主要原材料,配以其它几种不含任何有害物质的辅料先经混合挤塑成型,通过绿色健康辐照加工技术,利用电离子辐射作用于物质产生的交联改变基料原有的结构,形成网状独立闭孔泡孔结构,生产出的高科技高档闭孔泡沫材料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕变和尺寸稳定性好,隔热保温、吸水率低,广泛应用于建筑、电子设备、包装、运动器材、医疗保健等领域。
通常的交联聚乙烯发泡材料易于带有静电、粉料易析出,且抗静电产品市场上局限于黑色为主。如果能制备出高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,则能克服常用交联发泡聚乙烯材料的缺点。
发明内容
本发明针对常用交联聚乙烯泡沫材料具有较大静电、粉料易析出,且抗静电类产品局限于黑色等问题,提供一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料及其制备方法,且该方法工艺简单、操作方便。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,按照重量百分比的原料为:
低密度聚乙烯         59~91.5%
发泡剂               2~20%
增韧剂               5~15%
抗静电剂             1~8%
偶联剂               0.2~0.8%
抗氧剂               0.1~1%
润滑剂               0.1~1%
着色剂               0.1-0.2%
所有原料的重量百分比之和为100%;所述低密度聚乙烯为熔体流动速率为0.75-6g/10min的低密度聚乙烯。
作为本发明进一步的方案:所述发泡剂为偶氮二甲酰胺,偶氮二甲酰胺的目数为300~1000,pH值为6-8。
作为本发明进一步的方案:所述的增韧剂包括乙烯辛烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物和聚乙烯接枝马来酸酐。
作为本发明进一步的方案:所述的防静电剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂,具体包括季铵盐、聚氧乙烯醚、聚乙二醇、烷基醇酰胺、镀银实心玻璃微珠、镀银空心玻璃微珠及导电氧化锌、四针状氧化锌晶须。
作为本发明进一步的方案:所述的偶联剂包括烷基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷;所述的抗氧化剂为受阻胺类抗氧剂和硫代二丙酸酯的复配物。
作为本发明进一步的方案:所述的润滑剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌;所述的着色剂为彩色无机颜料。
所述高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
(1) 按照所述重量百分比称取低密度聚乙烯、发泡剂、增韧剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂;
(2) 将低密度聚乙烯、发泡剂、增韧剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂混合;
(3) 将步骤(2)中混合好的原料,经单螺杆挤出机熔融挤出成片材,然后收卷;
(4) 将步骤(3)中的片材经过高能电子辐照交联处理;
(5) 将步骤(4)中辐照后的片材,经过发泡工艺发泡,发泡后出来的片材经过一个涂覆机,将抗静电剂涂覆在片材表面,经过烘干装置烘干后收卷即可。
作为本发明进一步的方案:步骤(3)中所述的单螺杆挤出机的工艺条件为:一区温度为105-110 ℃ ,二区温度为110-150℃,三区温度为120-130℃,四区温度为110-120℃,五区温度为110-120℃,六区温度为120-125℃,模头温度为115-128℃,混合好的原料在单螺杆挤出机中的输送时间为1~3分钟。
作为本发明进一步的方案:步骤(4)中高能电子辐照交联处理的工艺条件为:1.8-2.1Mev能量,照射的片材层数为6-8层,扫面宽度为750-850mm,剂量为22-26Mrad。
作为本发明进一步的方案:步骤(5)中发泡工艺的工艺条件为:预热段的一区温度为85-95℃、二区温度为115-120℃、三区温度为125-140℃、四区温度为165-190℃,发泡段的一区温度为215-225℃、二区温度为250-265℃、三区温度为220-240℃、四区温度为180-220℃、五区温度为150-180℃;进片速度为3.0,出片速度为6.0-7,出进速比为2-2.5。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用低密度聚乙烯和发泡剂,加上增韧剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧剂、润滑剂、着色剂进行工艺优化处理,产品具有优秀的抗冲击性,以及良好的防静电性能和炫丽表面视觉效果,弥补了防静电辐照交联聚乙烯泡棉大多以黑色为主的空白,完全可以满足现有市场对抗静电交联聚乙烯发泡材料的需求,提升市场竞争力,对常用发泡聚乙烯抗静电材料是一次重要的改进;克服了传统防静电聚乙烯泡棉成本高、加工困难、力学性能降低的缺点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下述实施例中,所述的低密度聚乙烯(低密度聚乙烯(LDPE))为国产低密度聚乙烯(LDPE)树脂,中国兰州石化有限公司生产,牌号为2426F。
下述实施例中,所述的发泡剂为江苏索普(集团)有限公司的超细发泡剂,目数为500目。
下述实施例中,所述的增韧剂为美国埃克森美孚化工有限公司产的乙烯辛烯共聚物,牌号为5101。
下述实施例中,所述的抗静电剂为东莞菲亚特静电科技有限公司产的E328。
下述实施例中,所述的偶联剂为南京辰工有机硅材料有限公司的CG-1231。
下述实施例中,所述的抗氧剂为酚类抗氧剂(1010)和硫代二丙酸酯(DLTDP)的复配物。
下述实施例中,所述的润滑剂为济南博奥化工有限公司的硬脂酸锌。
下述实施例中,所述的着色剂为河南红杰化工产品有限公司的柠檬黄。
实施例1
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:将按照重量百分比的低密度聚乙烯(LDPE)91.5%,发泡剂2%,增韧剂5%,抗静电剂1%,偶联剂0.2%,抗氧剂0.1% ,润滑剂0.1%,着色剂0.1%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节;其中各区段温度为:一区105℃,二区110℃,三区120℃,四区110℃,五区110℃,六区120℃,模头115℃,混合料在螺杆中停留时间为120秒钟。成片后收卷,再经过辐照处理,辐照工艺条件为:2.1Mev能量,照射层数8层,扫面宽度800mm,剂量26Mrad。辐照后经过发泡工艺发泡,发泡工艺条件为:预热段各区段温度为:一区95℃、115℃、二区140℃、三区180℃,发泡段各区段温度为:一区220℃、二区260℃、三区240℃、四区220℃、五区160℃;进片速度为3.0,出片速度为6.6,出进比为2.2。发泡后的片材即可取样测试性能。
实施例2
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:将按照重量百分比的低密度聚乙烯(LDPE)84.75%,发泡剂5%,增韧剂5% ,偶联剂0.5%,抗氧剂0.3% ,润滑剂0.3%,着色剂0.15%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节;其中各区段温度为:一区105℃,二区110℃,三区120℃,四区110℃,五区110℃,六区120℃,模头115℃,混合料在螺杆中停留时间为120秒钟。成片后收卷,再经过辐照处理,辐照工艺条件为:2.1Mev能量,照射层数8层,扫面宽度800mm,剂量26Mrad。辐照后经过发泡工艺发泡,发泡工艺条件为:预热段各区段温度为:一区95℃、二区115℃、三区140℃、四区180℃,发泡段各区段温度为:一区220℃、二区260℃、三区240℃、四区220℃、五区160℃;进片速度为3.0,出片速度为6.6,出进比为2.2。发泡后的片材经过涂覆机进行抗静电剂的涂覆,抗静电剂用量为4%,之后经过收卷,片材即可取样测试性能。
实施例3
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:将按照重量百分比的低密度聚乙烯(LDPE)84.45%,发泡剂5%,增韧剂5%,抗静电剂4% ,偶联剂0.8%,抗氧剂0.3% ,润滑剂0.3%,着色剂0.15%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节。其余制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例4
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:将按照重量百分比的低密度聚乙烯(LDPE)75.05%,发泡剂10%,增韧剂10%,抗静电剂4% ,偶联剂0.2%,抗氧剂0.3% ,润滑剂0.3%,着色剂0.15%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出,成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节。其余制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例5
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:将按照重量百分比的低密度聚乙烯(LDPE)74.75%,发泡剂10%,增韧剂10% ,偶联剂0.5%,抗氧剂0.3% ,润滑剂0.3%,着色剂0.15%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节。其余制备方法同实施例2,在此不再赘述。
实施例6
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:将按照重量百分比的低密度聚乙烯(LDPE)65.45%,发泡剂15%,增韧剂10%,抗静电剂8 % ,偶联剂0.8%,抗氧剂0.3% ,润滑剂0.3%,着色剂0.15%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出,成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节。其余制备方法同实施例1,在此不再赘述。
实施例7
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:将按照重量百分比的低密度聚乙烯(LDPE)60.75%,发泡剂15%,增韧剂15%,偶联剂0.5%,抗氧剂0.3% ,润滑剂0.3%,着色剂0.15%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节。其余制备方法同实施例2,抗静电剂8%,在此不再赘述。
实施例8
一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,按照重量百分比的原料为:低密度聚乙烯(LDPE)54%,发泡剂20%,增韧剂15%,抗静电剂8% ,偶联剂0.8%,抗氧剂1% ,润滑剂1%,着色剂0.2%,在搅拌机中低速混合240秒再高速混合320秒,经过熔融温度为110-125℃单螺杆挤出机挤出成片,成片厚度可通过磨具口模和牵引速度调节。其余制备方法同实施例1,在此不再赘述。
性能评价方式及实行标准
将上述实施例1~8中完成的样品放在25℃恒温室静置10min,再将裁刀磨具裁出GB/T528测试所需的样条尺寸:长75mm,端部宽度12.5±1.0mm狭窄部分长度25.0±1.0mm,狭窄部分宽度4.0±0.1mm,外侧过度边半径8.0±0.5mm,内侧过度边半径12.5±1.0mm。拉伸强度按GB/T528-2009标准进行检验。试样类型为2型,拉伸速度为50 mm/min;厚度采用厚度计测试,精度在0.01mm,表面电阻采用表面电阻仪测试,测试结果如下表所示。
实施例1-8原料重量份数及制成的复合材料性能表
从上表可以看出:发泡剂的用量不同时,所得到的产品倍率及性能各不相同,在本专利中当发泡剂含量固定时,抗静电剂与起增容作用的偶联剂用量达到原料总重量的4.5%时,当增韧剂达到10%,拉伸强度及断裂伸长率得到提升,且仅当抗静电剂涂覆在交联聚乙烯泡沫材料表面时,综合性能较好,性价比最高,表面视觉效果也最佳。由此可见,本发明的彩色防静电交联聚乙烯泡沫材料,可替代传统的黑色导电炭黑填充抗静电材料。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,其特征在于,按照重量百分比的原料为:
低密度聚乙烯         59~91.5%
发泡剂               2~20%
增韧剂               5~15%
抗静电剂             1~8%
偶联剂               0.2~0.8%
抗氧剂               0.1~1%
润滑剂               0.1~1%
着色剂               0.1-0.2%
所有原料的重量百分比之和为100%;所述低密度聚乙烯为熔体流动速率为0.75-6g/10min的低密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,其特征在于,所述发泡剂为偶氮二甲酰胺,偶氮二甲酰胺的目数为300~1000,pH值为6-8。
3.根据权利要求1所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,其特征在于,所述的增韧剂包括乙烯辛烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物和聚乙烯接枝马来酸酐。
4.根据权利要求1所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,其特征在于,所述的防静电剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂,具体包括季铵盐、聚氧乙烯醚、聚乙二醇、烷基醇酰胺、镀银实心玻璃微珠、镀银空心玻璃微珠及导电氧化锌、四针状氧化锌晶须。
5.根据权利要求1所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,其特征在于,所述的偶联剂包括烷基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷;所述的抗氧化剂为受阻胺类抗氧剂和硫代二丙酸酯的复配物。
6.根据权利要求1所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料,其特征在于,所述的润滑剂包括硬脂酸钙和硬脂酸锌;所述的着色剂为彩色无机颜料。
7.一种如权利要求1-6任一所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1) 按照所述重量百分比称取低密度聚乙烯、发泡剂、增韧剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂;
(2) 将低密度聚乙烯、发泡剂、增韧剂、抗静电剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂混合;
(3) 将步骤(2)中混合好的原料,经单螺杆挤出机熔融挤出成片材,然后收卷;
(4) 将步骤(3)中的片材经过高能电子辐照交联处理;
(5) 将步骤(4)中辐照后的片材,经过发泡工艺发泡,发泡后出来的片材经过一个涂覆机,将抗静电剂涂覆在片材表面,经过烘干装置烘干后收卷即可。
8.根据权利要求7所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述的单螺杆挤出机的工艺条件为:一区温度为105-110 ℃ ,二区温度为110-150℃,三区温度为120-130℃,四区温度为110-120℃,五区温度为110-120℃,六区温度为120-125℃,模头温度为115-128℃,混合好的原料在单螺杆挤出机中的输送时间为1~3分钟。
9.根据权利要求7所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中高能电子辐照交联处理的工艺条件为:1.8-2.1Mev能量,照射的片材层数为6-8层,扫面宽度为750-850mm,剂量为22-26Mrad。
10.根据权利要求7所述的高性能彩色防静电辐照交联聚乙烯泡沫材料的制备方法,其特征在于,步骤(5)中发泡工艺的工艺条件为:预热段的一区温度为85-95℃、二区温度为115-120℃、三区温度为125-140℃、四区温度为165-190℃,发泡段的一区温度为215-225℃、二区温度为250-265℃、三区温度为220-240℃、四区温度为180-220℃、五区温度为150-180℃;进片速度为3.0,出片速度为6.0-7,出进速比为2-2.5。
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