CN105585776A - 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法 - Google Patents

一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105585776A
CN105585776A CN201610168193.0A CN201610168193A CN105585776A CN 105585776 A CN105585776 A CN 105585776A CN 201610168193 A CN201610168193 A CN 201610168193A CN 105585776 A CN105585776 A CN 105585776A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fire retardant
foaming
microwave
retardant polyolefin
expanded material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610168193.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105585776B (zh
Inventor
张镤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZHEJIANG RUNYANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
ZHEJIANG RUNYANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHEJIANG RUNYANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical ZHEJIANG RUNYANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201610168193.0A priority Critical patent/CN105585776B/zh
Publication of CN105585776A publication Critical patent/CN105585776A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105585776B publication Critical patent/CN105585776B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/06—Pretreated ingredients and ingredients covered by the main groups C08K3/00 - C08K7/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C08J9/102—Azo-compounds
    • C08J9/103—Azodicarbonamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/02—CO2-releasing, e.g. NaHCO3 and citric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/14—Applications used for foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/066—LDPE (radical process)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法。其包括以下组成成分，聚烯烃树脂、发泡剂、阻燃剂、发泡助剂、加工助剂，所述发泡烃材料的拉伸强度为300-700Kpa，表观密度为20-50kg/m3，氧指数为30%-40%。其制备依次包括以下步骤：（1）、碳纳米管预处理；（2）、将物料按比例加入捏合机捏合；（3）、将捏合均匀的物料加入单螺杆挤出机挤出片材；（4）、对挤出的片材进行压延、牵引；（5）、经牵引后的片材送入水平微波炉预热；（6）、预热好的片材送入垂直微波发泡炉中发泡；（7）、物料发泡后经冷却、收卷制得聚烯烃发泡材料。本发明聚烯烃发泡材料加热效率高、发泡均匀、阻燃性能好。

Description

一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法
技术领域
本发明涉及聚烯烃发泡材料及其制作方法，尤其涉及一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法。
背景技术
聚烯烃类阻燃发泡材料应用范围广泛，具有良好的物理、化学和力学性能，其韧性、挠曲性和缓冲性能良好，并且具有电绝缘、隔热等性质，广泛应用于包装、化工、建筑等领域。目前制备阻燃聚烯烃发泡材料均采用常规加热，在常规加热中，设备预热、辐射热损失和高温介质热损失在总的能耗中占据较大的比例。在微波加热中，绝大部分微波能量被介质材料吸收升温，形成了微波能量利用高效率的特性。与常规加热方式相比，微波加热速率快，发泡均匀。
而且，目前市场上聚烯烃类阻燃塑料基本采用卤系阻燃剂，它以其添加量少、阻燃效果显著而在阻燃领域中占有重要地位。然而卤系阻燃剂由于发烟量大，燃烧后释放出来具有高腐蚀性的气体，对环境破坏大。专利号CN104072850A公开了一种聚烯烃发泡材料的制备方法，该制备方法中加入木粉，但是该方法加热温度不好控制，加热效率不高，而且木粉容易燃烧，在使用中存在安全隐患。因此市场上急需一种加热效率高、阻燃性能好的聚烯烃发泡材料。
本发明采用在原料中加入碳纳米管同时使用微波加热制得的聚烯烃发泡材料发泡均匀、阻燃性能好。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种加热效率高阻燃性能好的聚烯烃发泡材料。
本发明的目的之二是提供一种加热效率高阻燃性能好的聚烯烃发泡材料及其制作方法。
本发明的第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种微波阻燃聚烯烃发泡材料，包括以下组成成分，各组份按重量份数计
为：聚烯烃树脂30～60份；
发泡剂4～15份；交联剂6～9份；
阻燃剂0.1～1份；发泡助剂0.1～1.5份；加工助剂0～5份；
所述阻燃剂为碳纳米管，所述微波发泡聚烯烃材料的拉伸强度为300-700Kpa，表观密度为20-50kg/m3，氧指数为：30%-40%。
碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料，由石墨碳原子层卷曲而成，管直径一般为几纳米到几十纳米，管壁厚度仅为几纳米，长度可达数微米。碳纳米管的加入可以显著降低高分子材料燃烧时的热释放速率和烟密度，延缓其燃烧过程，还能不同程度地提高材料的力学性能。
氧指数是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。以氧所占的体积百分数的数值来表示。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧。
作为优选，所述聚烯烃树脂为低密度聚乙烯、乙烯-醋酸共聚物、聚苯乙烯、聚丙烯中的一种或几种混合物。
作为优选，所述发泡剂为碳酸盐、偶氮二碳酰胺、异氰酸酯中的一种或几
种的混合物；所述交联剂为过氧化物交联剂、硅烷交联剂、醌类交联剂、多元
胺交联剂中的一种或几种的混合物；所述发泡助剂为硬脂酸、草酸、硬脂酸锌、
硬脂酸钡、氧化锌、氧化钡中的一种或几种的混合物。
作为优选，所述加工助剂为硬脂酸锌、抗静电剂、抗氧化剂、增塑剂等中
的一种或几种混合物。
本发明的第二技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
（1）、碳纳米管预处理：将碳纳米管于酸性条件下回流处理；
（2）、将聚烯烃树脂、发泡剂、预处理的碳纳米管、交联剂、发泡助剂、色母料、加工助剂按比例加入捏合机；
（3）、将捏合均匀的物料加入单螺杆挤出机挤出片材；
（4）、对挤出的片材进行压延、牵引；
（5）、经牵引后的片材送入水平微波炉预热；
（6）、预热好的片材送入垂直微波发泡炉中发泡；
（7）、物料发泡后经冷却、收卷制得聚烯烃发泡材料。
碳纳米管作为一种纳米材料，具有较高的比表面积而极易团聚，在聚合物材料中很难均匀分散，而且二者的界面相互作用力很弱，致使其在复合材料中难以发挥出阻燃、增强等效果。因此，有必要对碳纳米管进行表面改性，以改善其在聚合物基体中的分散性，从而最大限度提高其阻燃、增强功能。
作为优选，所述步骤（1）中所用酸为硫酸、硝酸中的一种或两种混合物，
处理条件为温度100-120℃，时间为6-10h。
经酸处理后的碳纳米管表面生成羰基或羧基，这些基团的亲水性很强，可以提高碳纳米管在材料中的分散性，增加发泡材料的阻燃性能。
作为优选，所述步骤（2）中所述捏合机设定温度为105-140℃，时间为
10-15min。
作为优选，所述步骤（3）中单螺杆挤出机机筒依次设置3个加热区间，每
个加热区间的加热温度分别为125-130℃、135-140℃、130-125℃，所
述单螺杆挤出机的转速为30-40r/min。
单螺杆挤出机机筒挤压片材分为加料段、熔化段、计量段3个加热区间，一
般采用控制温度逐步升高的控制方法，物料在加料段应处于未融化的固体状态
以利于达到固体输送的能力，如果物料过早融化，阻止物料向前移动，形不成
固体塞的输送能力，挤出机挤不出料，长时间会造成原料分解。
作为优选，所述步骤（5）中依次设置3个预热区，预热温度分别为80-90℃、
100-110℃、120-130℃，所述步骤（6）中依次设置3个加热区，3个加热区的温度分别为130-140℃、150-160℃、170-180℃。
聚烯烃发泡时水平炉主要提供聚烯烃片材的预热，通过设置不同温度的区间预热以后，使达到垂直发泡炉的聚烯烃母片具有一定的温度，有利于发泡的进行，提高发泡质量。垂直发泡炉设置3个分段加热区，加热均匀，有利于发泡剂充分发泡，发泡均匀，提高材料的性能。
作为优选，所述3个加热区总长度为3-6m，所述片材以1-3m/min的速率经
过所述加热区。
本发明的优点是：
1.目前制备聚烯烃发泡材料均采用常规加热，在常规加热中，设备预热、辐射热损失和高温介质热损失在总的能耗中占据较大的比例。在微波加热中，绝大部分微波能量被介质材料吸收升温，形成了微波能量利用高效率的特性。与传统的加热方式相比，微波加热速率快，发泡均匀。
2.采用碳纳米管作为阻燃剂大大提高聚烯烃发泡材料的阻燃性能。碳纳米管的加入即能显著降低高分子材料燃烧时的热释放速率和烟密度，延缓其燃烧还能不同程度地提高材料的力学性能。
3.碳纳米管比表面能大，很容易发生团聚，采用硝酸或硫酸对碳纳米管进行回流处理，处理后的碳纳米管表面生成羰基或羧基，这些基团的亲水性很强，可以提高碳纳米管在材料中的分散性，增加发泡材料的阻燃性能。
具体实施方式
实施例一
一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，依次包括以下步骤：（1）、碳纳米管预处理：称取0.1g碳纳米管于硝酸中回流处理，回流温度为100℃，时间为6h，回流后将碳纳米管用清水洗涤至pH为中性。酸化处理后碳纳米管的长径变短，分散性变好。
（2）、将组成为：聚丙烯60份；
偶氮二碳酰胺15份；硅烷交联剂9份；
碳纳米管1份；硬脂酸0.8份；硬脂酸锌2.5份；
加入捏合机中捏合，捏合温度为125℃，时间为12min。
（3）、将捏合后的原料，加入单螺杆挤出机挤出片材，螺杆转速35r/min，3个加热温度分别为125℃、135℃、130℃。
（4）、对挤出的片材进行压延、牵引。
（5）、经牵引后的片材送入水平微波炉预热，片材在3个预热区的温度分别为
80℃、100℃、120℃。
（6）、预热好的片材送入垂直微波发泡炉中发泡，3个发泡加热区的温度分别
为130℃、150℃、170℃，3个加热区的发泡炉长度为3m，片材以1m/min的
速率经过微波加热区。
（7）、物料发泡后经冷却、收卷制得聚烯烃发泡材料。得到的发泡材料的拉伸
强度为320Kpa，表观密度为25kg/m3，氧指数为：31%。
实施例二
一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，依次包括以下步骤：（1）、碳纳米管预处理：称取0.5g碳纳米管于硫酸中回流处理，回流温度为120℃，时间为8h，回流后将碳纳米管用清水洗涤至pH为中性。酸化处理后碳纳米管的长径变短，分散性变好。
（2）、将组成为：低密度聚乙烯45份；
偶氮二碳酰胺4份；过氧化物交联剂交联剂6份；
碳纳米管0.1份；硬脂酸0.1份；硬脂酸锌1份；
加入捏合机中捏合，捏合温度为105℃，时间为10min；
（3）、将捏合后的原料，加入单螺杆挤出机挤出片材，螺杆转速30r/min，3个加热温度分别为127℃、138℃、128℃。
（4）、对挤出的片材进行压延、牵引。
（5）、经牵引后的片材送入水平微波炉预热，片材在3个预热区的温度分别为
85℃、105℃、125℃。
（6）、预热好的片材送入垂直微波发泡炉中发泡，3个发泡加热区的温度分别
为135℃、155℃、175℃，3个加热区的发泡炉长度为4m，片材以2m/min的
速率经过所述加热区。
（7）、物料发泡后经冷却、收卷制得聚烯烃发泡材料。得到的发泡材料的拉伸
强度为500Kpa，表观密度为35kg/m3，氧指数为：34%。
实施例三
一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，依次包括以下步骤：（1）、碳纳米管预处理：称取1g碳纳米管于硝酸与硫酸混酸中回流处理，回流温度为120℃，时间为10h，回流后将碳纳米管用清水洗涤至pH为中性。酸化处理后碳纳米管的长径变短，分散性变好。
（2）、将组成为：低密度聚乙烯45份；
异氰酸酯4份；过氧化物交联剂交联剂6份；
碳纳米管1份；草酸1.5份；抗静电剂5份；
加入捏合机中捏合，捏合温度为140℃，时间为15min。
（3）、将捏合后的原料，加入单螺杆挤出机挤出片材，螺杆转速40r/min，3个加热区间的温度分别为130℃、140℃、125℃。
（4）、对挤出的片材进行压延、牵引。
（5）、经牵引后的片材送入水平微波炉预热，片材在3个预热区的温度分别为90℃、110℃、130℃。
（6）、预热好的片材送入垂直微波发泡炉中发泡，3个发泡加热区的温度分别
为140℃、160℃、180℃，3个加热区的发泡炉长度为5m，片材以3m/min的
速率经过所述加热区。
（7）、物料发泡后经冷却、收卷制得聚烯烃发泡材料。得到的发泡材料的拉伸
强度为650Kpa，表观密度为48kg/m3，氧指数为：38%。
实施例四
一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，依次包括以下步骤：（1）、碳纳米管预处理：称取0.8g碳纳米管于硝酸与硫酸混酸中回流处理，回流温度为120℃，时间为10h，回流后将碳纳米管用清水洗涤至pH为中性。酸化处理后碳纳米管的长径变短，分散性变好。
（2）、将组成为：乙烯-醋酸共聚物50份；
碳酸钠10份；多元胺交联剂9份；
碳纳米管0.8份；氧化锌1份；抗氧化剂3份；
加入捏合机中捏合，捏合温度为120℃，时间为10min；
（3）、将捏合后的原料，加入单螺杆挤出机挤出片材，螺杆转速38r/min，3个加热区间的温度分别为125℃、138℃、126℃。
（4）、对挤出的片材进行压延、牵引。
（5）、经牵引后的片材送入水平微波炉预热，片材在3个预热区的温度分别为90℃、105℃、130℃。
（6）、预热好的片材送入垂直微波发泡炉中发泡，3个发泡加热区的温度分别
为140℃、155℃、175℃，3个加热区的发泡炉长度为4.5m，片材以1.5m/min
的速率经过所述加热区。
（7）、物料发泡后经冷却、收卷制得聚烯烃发泡材料。得到的发泡材料的拉伸
强度为550Kpa，表观密度为40kg/m3，氧指数为：36%。
对比实施例一
同实施例一，区别在于所用原料中不加碳纳米管，最终得到发泡材料的拉伸强度为230Kpa，表观密度为13kg/m3，氧指数为：23%。
对比实施例二
同实施例二，区别在于使用常规加热，最终得到发泡材料的拉伸强度为280Kpa，表观密度为16kg/m3，氧指数为：25%。
对比实施例三
同实施例三，区别在于所用碳纳米管不经过预处理，最终得到发泡材料的拉伸强度为290Kpa，表观密度为18kg/m3，氧指数为：28%。
对比实施例四
同对比实施例四，区别在于所用原料中重量份数为：
乙烯-醋酸共聚物20份；
碳酸钠2份；多元胺交联剂5份；
碳纳米管0.05份；氧化锌1.6份；抗氧化剂6份；
最终得到发泡材料的拉伸强度为240Kpa，表观密度为14kg/m3，氧指数为：27%。
下表1为实施例和对比实施例在不同实验条件下，相关性能参数对比。
表1聚烯烃发泡材料的性能参数
从表1中可以看出，本发明实施例和对比实施例的对比说明，加碳纳米管后聚烯烃发泡材料的表观密度、拉伸强度、氧指数均变大，说明聚烯烃发泡材料抗拉强度变好，阻燃性能变好。同时碳纳米管经过预处理后得到的聚烯烃发泡材料，各项性能均优于没有经过处理得到的发泡材料。对比使用常规加热和微波加热，微波加热得到的聚烯烃发泡材料性能优于常规加热得到的聚烯烃发泡材料。因此要制备加热效率高、阻燃性能好的聚烯烃发泡材料，需要对碳纳米管预处理、特定的原料配比和特定的微波加热温度，否则，制备的聚烯烃发泡材料阻燃性能不高。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种微波阻燃聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述微波阻燃聚烯烃发泡材料包括以下组成成分，各组份按重量份数计为：
聚烯烃树脂30～60份；
发泡剂4～15份；交联剂6～9份；
阻燃剂0.1～1份；发泡助剂0.1～1.5份；加工助剂0～5份；
所述阻燃剂为碳纳米管，所述微波阻燃聚烯烃发泡材料的拉伸强度为300-700Kpa，表观密度为20-50kg/m3，氧指数为：30%-40%。
2.根据权利要求1所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述聚烯烃树脂为低密度聚乙烯、乙烯-醋酸共聚物、聚苯乙烯、聚丙烯中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述发泡剂为碳酸盐、偶氮二碳酰胺、异氰酸酯中的一种或几种的混合物；所述交联剂为过氧化物交联剂、硅烷交联剂、醌类交联剂、多元胺交联剂中的一种或几种的混合物；所述发泡助剂为硬脂酸、草酸、硬脂酸锌、硬脂酸钡、氧化锌、氧化钡中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述加工助剂为硬脂酸锌、抗静电剂、抗氧化剂、增塑剂等中的一种或几种混合物。
5.根据权利要求1-4任一所述一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
（1）、碳纳米管预处理：将碳纳米管于酸性条件下回流处理；
（2）、将聚烯烃树脂、发泡剂、预处理的碳纳米管、交联剂、发泡助剂、色母料、加工助剂按比例加入捏合机；
（3）、将捏合均匀的物料加入单螺杆挤出机挤出片材；
（4）、对挤出的片材进行压延、牵引；
（5）、经牵引后的片材送入水平微波炉预热；
（6）、预热好的片材送入垂直微波发泡炉中发泡；
（7）、物料发泡后经冷却、收卷制得聚烯烃发泡材料。
6.根据权利要求5所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中所用酸为硫酸、硝酸中的一种或两种混合物，回流温度为100-120℃，时间为6-10h。
7.根据权利要求5所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中所述捏合机设定温度为105-140℃，捏合时间为10-15min。
8.根据权利要求5所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，其特征在于：所述步骤（3）中单螺杆挤出机机筒依次设置3个加热区间，每个加热区间的加热温度分别为125-130℃、135-140℃、130-125℃，所述单螺杆挤出机的转速为30-40r/min。
9.根据权利要求5所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，其特征在于：所述步骤（5）中依次设置3个预热区，预热温度分别为80-90℃、100-110℃、120-130℃，所述步骤（6）中依次设置3个加热区，3个加热区的温度分别为130-140℃、150-160℃、170-180℃。
10.根据权利要求9所述的一种微波阻燃聚烯烃发泡材料的制作方法，其特征在于：所述3个加热区总长度为3-6m，所述片材以1-3m/min的速率经过所述加热区。
CN201610168193.0A 2016-03-23 2016-03-23 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法 Active CN105585776B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610168193.0A CN105585776B (zh) 2016-03-23 2016-03-23 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610168193.0A CN105585776B (zh) 2016-03-23 2016-03-23 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105585776A true CN105585776A (zh) 2016-05-18
CN105585776B CN105585776B (zh) 2018-12-04

Family

ID=55925701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610168193.0A Active CN105585776B (zh) 2016-03-23 2016-03-23 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105585776B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107522962A (zh) * 2017-09-29 2017-12-29 浙江帝恒实业有限公司 一种阻燃保温板及其制备方法
CN108641184A (zh) * 2018-05-17 2018-10-12 广东圆融新材料有限公司 低散发玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN110806536A (zh) * 2019-12-16 2020-02-18 上海炜绫测试技术有限公司 一种pcb互联可靠性测试方法和装置
CN112509729A (zh) * 2019-09-16 2021-03-16 天津工业大学 一种双层结构的聚3,4-乙烯二氧噻吩/氧化石墨烯-碳纳米管柔性透明导电薄膜及其制备方法
CN112898656A (zh) * 2021-03-03 2021-06-04 浙江创富新材料有限公司 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069691A (zh) * 1991-08-06 1993-03-10 三和化工株式会社 交联聚烯烃开孔泡沫材料的生产方法
CN1343738A (zh) * 2000-09-20 2002-04-10 中国石油化工股份有限公司 一种化学交联聚乙烯微孔材料及其制备方法
CN101173100A (zh) * 2006-09-12 2008-05-07 瓦克化学有限公司 微波泡沫
CN103122089A (zh) * 2011-11-21 2013-05-29 滁州格美特科技有限公司 一种聚乙烯发泡钙塑复合材料及其制备方法和用途
CN103865230A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 北京化工大学 一种微波发泡制备的酚醛泡沫

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1069691A (zh) * 1991-08-06 1993-03-10 三和化工株式会社 交联聚烯烃开孔泡沫材料的生产方法
CN1343738A (zh) * 2000-09-20 2002-04-10 中国石油化工股份有限公司 一种化学交联聚乙烯微孔材料及其制备方法
CN101173100A (zh) * 2006-09-12 2008-05-07 瓦克化学有限公司 微波泡沫
CN103122089A (zh) * 2011-11-21 2013-05-29 滁州格美特科技有限公司 一种聚乙烯发泡钙塑复合材料及其制备方法和用途
CN103865230A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 北京化工大学 一种微波发泡制备的酚醛泡沫

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡桢等: "《新型高分子合成与制备工艺》", 31 May 2014, 哈尔滨工业大学出版社 *
董振峰等: "碳纳米管/聚合物复合材料阻燃体系的研究进展", 《纺织学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107522962A (zh) * 2017-09-29 2017-12-29 浙江帝恒实业有限公司 一种阻燃保温板及其制备方法
CN107522962B (zh) * 2017-09-29 2018-08-28 安徽省隆达建材科技有限公司 一种阻燃保温板及其制备方法
CN108641184A (zh) * 2018-05-17 2018-10-12 广东圆融新材料有限公司 低散发玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN112509729A (zh) * 2019-09-16 2021-03-16 天津工业大学 一种双层结构的聚3,4-乙烯二氧噻吩/氧化石墨烯-碳纳米管柔性透明导电薄膜及其制备方法
CN110806536A (zh) * 2019-12-16 2020-02-18 上海炜绫测试技术有限公司 一种pcb互联可靠性测试方法和装置
CN112898656A (zh) * 2021-03-03 2021-06-04 浙江创富新材料有限公司 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105585776B (zh) 2018-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105585776A (zh) 一种微波阻燃聚烯烃发泡材料及其制作方法
CN106349539A (zh) 阻燃隔热发泡片材及其制备方法
CN104513420B (zh) 一种无卤无红磷热缩套管及其制备方法
CN103589070B (zh) 物理发泡聚丙烯电缆料及其制备方法
CN100374497C (zh) 一种低烟无卤膨胀阻燃热塑性弹性体电线料及其制备方法
CN102516623A (zh) 一种耐高温化学交联聚乙烯泡棉及其制备方法
CN103254484A (zh) 一种耐高温阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法
CN110760123A (zh) 一种高炭黑耐电痕硅烷交联聚乙烯绝缘材料及其制备方法
CN103554687B (zh) 一种环保型阻燃聚烯烃热缩管的生产方法
CN104212055A (zh) 一种无机改性高耐热低收缩低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及制备方法
CN112194834B (zh) 一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材及其制备方法
CN109397819A (zh) 一种辐照交联聚乙烯泡棉及其制作方法
CN111269492A (zh) 一种聚丙烯、聚乙烯共聚物发泡材组合物及其制备方法
CN112552602A (zh) 一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
CN111574766B (zh) 高散热性辐射交联聚乙烯泡棉及其制备方法和应用
US20220025141A1 (en) High temperature non-crosslinked polyethylene-based foam and method of making the same
CN109280240A (zh) 化学交联发泡聚乙烯材料的制备方法及一种螺杆
CN101831107B (zh) 一种常温快速交联低卤阻燃热收缩管料及其制备方法
CN100363416C (zh) 低烟无卤膨胀阻燃聚烯烃电线外被料、绝缘料及其制备方法
CN113402803A (zh) 一种阻燃辐照交联聚乙烯发泡材料及其制备方法
CN104530533A (zh) 一种无卤阻燃聚乙烯泡沫塑料的制备方法
CN102219953A (zh) 一种常温快速交联低烟无卤阻燃热缩管料及其制备方法
CN105713147A (zh) 一种辐照交联同轴电缆用材料及其制备方法
CN110591206A (zh) 一种阻燃聚乙烯木塑发泡型材及其制备方法
CN117384435A (zh) 一种阻燃自粘高密度聚乙烯防水卷材及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant