CN104893061A - 一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料及其制备方法。该吸附异味的环保阻燃发泡塑料包括如下重量份的组分：高压低密度聚乙烯2～6份；乙烯-醋酸乙烯共聚物1.5～4份；竹碳粉1.2～1.6份；蛭石粉0.9～1.3份；锆英粉0.7～0.9份；阻燃剂2.3～2.8份；化工助剂0.8～1.4份。本发明通过在基体组分高压低密度聚乙烯中加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹碳粉、蛭石粉和锆英粉材料，并通过限定其配比，使得各组分相辅相成，协同显著提高该环保阻燃发泡塑料吸附异味的性能，提高制品的质量，且该环保发泡塑料无毒环保，明显扩大了产品的应用范围。

Description

一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料及其制备方法。

背景技术

高压低密度聚乙烯在聚乙烯树脂中是质量最轻的品种，其结晶度（55%～65%）和软化点（90～100℃）较低；有良好的柔软性、延伸性、透明性、耐寒性和加工性；其化学稳定性较好，可耐酸、碱和盐类水溶液；有良好的电绝缘性和透气性，且吸水性低；性质较柔软，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（可耐-70℃），但不足之处是其易燃烧，给日常生活带来极大的安全隐患，且其在塑料发泡时，虽然无味交联剂可除去塑料、化工助剂、阻燃剂等的约90%的异味，但还是会残留10%左右的难闻异味，使得发泡塑料制品难以满足市场的需求，限制了发泡塑料的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料，旨在解决现有的发泡塑料残留有难闻异味的问题。

本发明的另一目的是提供该吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料，包括如下重量份的组分：

以及，一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的配方称取各组分；

将称取的高压低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹炭粉、蛭石粉、锆英粉及阻燃剂进行一段密炼处理，后加入促发泡剂和润滑剂进行二段密炼处理，再加入所述高温发泡剂和交联剂进行三段密炼处理，直至物料交联成团状，得到交联物料；

将交联物料依次进行炼胶、出片、截断、发泡成型处理，获得上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料。

上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料通过在基体组分高压低密度聚乙烯中加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹碳粉、蛭石粉和锆英粉材料，并通过限定其配比，使得各组分相辅相成，协同显著提高该环保阻燃发泡塑料吸附异味的性能，提高制品的质量，且该环保发泡塑料无毒环保，明显扩大了产品的应用范围。

上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法根据各组分的物化性能将其分段加入并进行密炼处理，显著提高制备的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的良品率，同时该制备方法工艺简单，成本低，易于操作和控制，非常适于工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例吸附异味的环保阻燃发泡塑料制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种可完全吸附发泡塑料异味且相容性好的吸附异味的环保阻燃发泡塑料。该吸附异味的环保阻燃发泡塑料，包括如下重量份的组分：

上述高压低密度聚乙烯易燃烧，给日常生活带来极大的安全隐患，且机械强度较差，在日光或高温下易老化分解而变色，导致性能下降，而乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的柔软性和橡胶一样的弹性，在-50℃仍能具有较好的可绕性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性，且与无机填料的掺混性好，着色和成形加工性好。另外，乙烯-醋酸乙烯共聚物在常温下为固体，加热融熔到一定程度流动性好，并具有一定黏度的液体，可对各有机组分很好的相容，由此，本实施例在基体组分高压低密度聚乙烯中添加乙烯-醋酸乙烯共聚物来提高其韧性和各有机组分、无机填料的相容性。作为优选实施例，该乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量为100%计算，乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯的重量百分数为5～20%，，这是因为只有醋酸乙烯的含量低于20%时，这时才可作为塑料使用，而醋酸乙烯的含量过低又会减少乙烯-醋酸乙烯共聚物中的酯基侧链段，降低共聚物的柔软性，达不到增韧的目的。

在加工过程中，由于高温下塑料易产生难闻气味，即使使用下述的无味交联剂，也不能完全祛除该异味，而导致最终的制品也具有异味，严重损害了产品的销售和推广，由此，本发明实施例添加以下组分：

竹碳粉，由高温活性竹炭进行粉体粉碎而成，竹炭有蜂窝状的微孔结构，比表面积达到1000m²/g以上，是木炭比表面积的2～3倍。这种微孔结构使竹炭具有特殊的吸附能力，有吸潮、过滤、净化、消毒、蓄热、保湿的作用。而粉体的制备更提高了竹炭在制品中的分散效果，有利于吸附效率的提高。该竹碳粉掺杂到基体组分高压低密度聚乙烯中后，可有效吸附加工过程中高温下塑料的难闻气味，也有利于成型的制品吸附有害物质，帮助人们祛病、防病和增强体质。为节省成本且达到最佳吸附效果，作为优选实施例，该竹碳粉的粒度为80～120目。在具体实施例中，该竹碳粉的粒度为100目。

蛭石是一种层状的含水铁镁铝硅酸盐类矿物，当其急剧受热时，层间的自由水迅速汽化，其颗粒单片体积能膨胀15～20倍以上，集合体的总体积可增大5～7倍以上，膨胀后蛭石细薄的叠片构成许多隔层，层间充满空气，因而具有较小的密度和导热系数，是一种良好的绝热、保温、吸附材料。蛭石粉是由蛭石原矿经1200℃高温焙烧，筛选、研磨加工成粉末状，防火达A级，无毒无味无副作用，不但是制作香料的产品，还是很好的耐火材料，绿色环保阻燃，也有极强的吸附异味的效能。优选地，为降低生产成本且达到最好的去除异味的效果，本发明实施例的蛭石粉的粒度优选为275～375目，在具体实施例中，该粒度为325目。

锆英粉是一种耐温材料，其化学稳定性优异，耐火温度达到2430℃，且与其他材料相容性极佳，无毒无害，是一种理想的环保耐高温塑料填充剂。因此，本发明实施例添加锆英粉与竹炭粉和蛭石粉配合使用相得益彰，相容性好，减少了部分阻燃剂，既环保又阻燃，应用起来也没有原来的难闻气味，极大地扩大了使用范围。为提高锆英粉的分散性，且考虑到锆英粉较昂贵，作为优选实施例，上述锆英粉粒度为550～650目。在具体实施例中，该锆英粉的粒度为600目。

上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料还包括与锆英粉协同作用的阻燃剂，共同解决基体组分高压低密度聚乙烯易燃的技术问题。另外，为使材料无毒无害，绿色环保，该阻燃剂优选为无卤环保复合阻燃剂。在具体实施例中，该无卤环保复合阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐。

为确保各组分充分交联形成三维网状结构的高聚物，且提高产品的发泡性和在加工过程中各组分的流动性，上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料加入上述化工助剂，包括如下重量份的组分：

具体地，上述高温发泡剂为偶氮二甲酰胺；和/或促发泡剂为氧化锌，其纯度为99.5～99.7%；和/或交联剂为双叔丁基过氧异丙基苯；和/或润滑剂为硬脂酸、轻质硬脂酸锌、硬脂酸钙中的任一种或两种以上的混合物。

其中，偶氮二甲酰胺是一种发气量大、价格便宜，且分散性好、分解物无毒、无臭、无污染的环保有机发泡剂，其以释放氮气为主，气体不易从发泡体逸出，并能通过选择不同类型的活化剂及用量，调节其热分解性。但是偶氮二甲酰胺是一种强发热发泡剂，在加工过程中因分解放出大量的热，使熔体粘度下降和波动，有时分解速度过快，局部温度会使树脂分解，因此，需加入促发泡剂氧化锌改善其发泡效果，优选地，为使其发泡性能更好，上述氧化锌纯度为99.5～99.7%。

上述交联剂优选为交联时无臭味且含有两个过氧键的双叔丁基过氧异丙基苯，使得交联时不会产生难闻的气味而留在制品中，且其活性氧含量高，可减少交联剂的使用量。另外，为改善加工中材料的流动性和脱模性，防止材料在机内或模具内粘附而产生鱼眼等缺陷，以及为提高上述各组分在制备过程中如密炼过程中的分散均匀性，上述实施例加入硬脂酸、轻质硬脂酸锌、硬脂酸钙中的任一种或两种以上的混合物作为润滑剂。在具体实施例中，该润滑剂为硬脂酸1801。

上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料通过在基体组分高压低密度聚乙烯中加入乙烯-醋酸乙烯共聚物并限定其中醋酸乙烯的含量，提高材料的韧性。而且，通过添加竹碳粉、蛭石粉和锆英粉，三者协同作用、相得益彰，共同去除塑料在加工过程中的难闻气味，提高制品的质量。同时，锆英粉及阻燃剂的使用，不仅降低阻燃剂的使用含量，节约生产成本，且避免基体组分高密度聚乙烯的易燃。另外，上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料采用环保无毒害的乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹炭份、蛭石粉、锆英粉、阻燃剂以及交联剂实现该发泡塑料的绿色环保，明显扩大了产品的应用范围。

相应地，本发明实施例还提供上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：

S01.称取吸附异味的环保阻燃发泡塑料的组分：按照上述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的配方称取各组分；

S02.将各组分分段加入并密炼处理，得交联物料：将称取的高压低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹炭粉、蛭石粉、锆英粉及阻燃剂进行一段密炼处理，后加入促发泡剂和润滑剂进行二段密炼处理，再加入高温发泡剂和交联剂进行三段密炼处理，直至物料交联成团状，得到交联物料；

S03.将交联物料依次进行炼胶、出片、截断、发泡成型处理，获得吸附异味的环保阻燃发泡塑料。

上述步骤S02中，先将高压低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹炭粉、蛭石粉、锆英粉及阻燃剂一起放入密炼机进行一段密炼处理，温度优选为55℃～65℃；密炼至温度达到65℃左右时，进行二段密炼处理，即加入促发泡剂和润滑剂化工助剂继续密炼，温度为65～95℃；为使材料充分分解，不至于交联太快而影响效能，因此当温度达到95℃左右时，才加入高温发泡剂和交联剂，密炼至温度113℃～118℃,直至物料交联成团状，得到交联物料。

具体地，上述步骤S02中，密炼总时间为12～14分钟。

上述步骤S03中，将密炼后的胶联物料通过开炼机炼胶；再通过截断机制成薄片半成品；后将半成品按模具设计工艺的要求进行发泡成型；并将发泡初产品进行冷却定型，得到理想制品，即获得吸附异味的环保阻燃发泡塑料。

需特别注意，在对交联物料进行开练处理时，使用的开炼机温度不能超过55℃，否则物料容易粘机器。如果物料黏在机器上，可以在开炼机上洒50克左右的硬脂酸即可解决，而且开炼机在使用前需先预热约15分钟。

上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法根据各组分的物化性能将其分段加入并进行密炼处理，显著提高制备的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的良品率，同时该制备方法工艺简单，成本低，易于操作和控制，非常适于工业化生产。

现以吸附异味的环保阻燃发泡塑料的配方和制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

下述所有实施例中乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯的重量百分含量为10%；竹碳粉的粒度为100目；蛭石粉的粒度为325目；锆英粉的粒度为600目；阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐；高温发泡剂为偶氮二甲酰胺；促发泡剂为氧化锌，其纯度为99.7；交联剂为双叔丁基过氧异丙基苯；润滑剂为硬脂酸1801。另外，下述所有实施例的具体组分均来源于市售。

实施例1

一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料，包括如下重量份的组分：

上述实施例1的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法包括以下步骤：

S11.按照上述吸附异味的环保阻燃发泡塑料的具体配方称取各组分；

S12.将称好的高压低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹炭粉、蛭石粉、锆英粉及三聚氰胺磷酸盐一起放入密炼机进行密炼；密炼机室入料时的温度通过红外线温度测量计测量为55℃～65℃，盖上压力盖和防尘盖密炼。当温度升为65℃左右时先加入氧化锌和硬脂酸，继续密炼到温度约为95℃左右，升起压力盖和防尘盖，加入偶氮二甲酰胺和双叔丁基过氧异丙基苯。这时盖上盖继续密炼，密炼到温度约95℃时，升盖进行第一次翻料；盖上盖密炼到温度约为100℃～105℃时升盖翻料两次；盖上盖密炼到110℃时升盖再翻料一次，115℃时最后翻料一次，即共翻料五次；温度达到115℃～120℃时，所有物料分解交联成团即可，整个密炼全程约12～14分钟。

S13.完成密炼机上述工序后，把密炼好的交联好的物料送到开炼机上，反复翻动炼胶3次约4分钟，开炼机两个滚轮的温度约为55；炼胶完成后，将胶料放到另一台开炼机上出片，片的厚度为0.8mm～0.9mm的薄片，出片后把薄片经过输送带送到截断机，并根据膜具设计要求的长度和宽度将薄片截断成薄片半成品，截断刀的温度要预热到125℃～135℃；之后，根据模具设计的要求称取所需薄片半成品的重量，每单件薄片重约0.6公斤，然后由约46单件薄片组成总重量为28公斤的片材放入发泡机模具内发泡，发泡机模具的温度约165℃～168℃，发泡完成后，打开发泡机的模具牵引成品片材并进行冷却，最终得到吸附异味的环保阻燃发泡塑料产品。

实施例2

本实施例2的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法与上述实施例1的制备方法相同，在此不再阐述。

对比实施例1

一种发泡塑料，包括如下重量份的组分：

本对比实施例1的发泡塑料的制备方法与上述实施例1的制备方法相同，在此不再阐述。

对比实施例2

一种发泡塑料，包括如下重量份的组分：

本对比实施例2的发泡塑料的制备方法与上述实施例1的制备方法相同，在此不再阐述。

对比实施例3

一种发泡塑料，包括如下重量份的组分：

本对比实施例3的发泡塑料的制备方法与上述实施例1的制备方法相同，在此不再阐述。

性能测试

将上述实施例1和2，以及对比实施例1～3制备的各发泡塑料通过注塑制成硬度为55°且长40cm、宽30cm、厚25mm的发泡塑料板材，后用嗅觉对各板材进行测试，结果如下：

实施例1和2的塑料板材无气味，对比实施例1的塑料板材相对于对比实施例2和3有较大的异味，而对比实施例2和3也有较弱的异味。

上述结果表明：在基体组分高压低密度聚乙烯中加入竹炭粉、蛭石粉和锆英粉可完全消除塑料板材的异味，而少加或不加入竹炭粉、蛭石粉和锆英粉会导致塑料板材难闻，由此可知，竹炭粉、蛭石粉和锆英粉三者是相辅相成，共同消除塑料板材的异味。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料，包括如下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料，其特征在于，所述竹碳粉的粒度为80～120目，和/或所述蛭石粉的粒度为275～375目，和/或所述锆英粉的粒度为550～650目。

3.根据权利要求1所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料，其特征在于，以所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量为100%计算，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯的重量百分数为5～20%。

4.根据权利要求1所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料，其特征在于，所述阻燃剂为无卤环保复合阻燃剂。

5.根据权利要求1～4任一所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料，其特征在于，所述化工助剂包括如下重量份的组分：

6.根据权利要求5所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料，其特征在于，所述高温发泡剂为偶氮二甲酰胺；和/或所述促发泡剂为氧化锌，其纯度为99.5～99.7%；和/或所述交联剂为双叔丁基过氧异丙基苯；和/或所述润滑剂为硬脂酸、轻质硬脂酸锌、硬脂酸钙中的任一种或两种以上的混合物。

7.一种吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法，包括以下步骤：

按照权利要求1～6任一所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的配方称取各组分；

将称取的所述高压低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、竹炭粉、蛭石粉、锆英粉及阻燃剂进行一段密炼处理，后加入所述促发泡剂和润滑剂进行二段密炼处理，再加入所述高温发泡剂和交联剂进行三段密炼处理，直至物料交联成团状，得到交联物料；

将所述交联物料依次进行炼胶、出片、截断、发泡成型处理，获得所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料。

8.根据权利要求7所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法，其特征在于，所述一段密炼处理的温度为55℃～65℃；所述二段密炼处理的温度为65℃～95℃；所述三段密炼处理的温度为95～118℃。

9.根据权利要求7或8所述的吸附异味的环保阻燃发泡塑料的制备方法，其特征在于，所述一段密炼处理、二段密炼处理和三段密炼处理的总时间为12～14分钟。