CN107778630B - 一种交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种交联聚乙烯泡棉材料，该泡棉材料由包括65～90重量份聚乙烯、5～30重量份聚生物油多元醇、5～30重量份热塑性弹性体、0.5～7重量份发泡剂、0.5～4重量份敏化剂和0.5～5重量份抗氧剂制成。该泡棉材料具有拉伸强度纵向>3MPa，纵向伸长率>190％，横向拉伸强度>1MPa，横向伸长率>300％，25％压缩比在80KPa以下，表面张力在40mN/m以上。同时该泡棉材料具有表观密度为0.2～0.5g/cm3。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。

Description

一种交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
辐射交联聚乙烯泡沫塑料是一种介于软质(聚氨酯) 和硬质(聚苯乙烯) 泡沫塑料之间的闭孔结构的新型发泡塑料，具有优越的强韧性、弹性、挠曲性、耐磨性、耐化学腐蚀性、耐低温性和绝缘性好等一系列特性，可作为良好的绝缘、绝热、防震及浮力材料，广泛应用于工业、农业、建筑和交通运输等各个领域。聚乙烯泡沫泡孔细密，表面光滑平整，在生产制作薄型产品方面具有其他任何工艺都不可比拟的特点。
薄型交联聚乙烯产品可广泛使用于工业双面胶带芯材、电子产品缓冲密封垫片、医用创可贴、汽车装饰、日用品等方面。薄型聚乙烯发泡带在这些领域中需要进行不干胶涂敷加工，由于聚乙烯材料的非极性表面张力较小，不能满足涂胶工艺的需要，需要对产品进行表面处理，提高其表面张力，改善其表面粘接性和润湿性。电晕处理是提高聚乙烯发泡片表面张力的常用方法，但电晕需要特定电晕设备，需要一定的能耗，而且，电晕处理后的发泡带的表面张力仅能维持2周左右，无法长期保存。添加具有极性酯基的乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂(EVA)是提高发泡片表面张力的重要方法，但EVA的极性偏弱，需要大量添加，添加量大又造成产品严重自粘问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本申请提供一种交联聚乙烯泡棉材料，该泡棉材料由包括65～90重量份聚乙烯、5～30重量份聚生物油多元醇、5～30重量份热塑性弹性体、0.5～7重量份发泡剂、0.5～4重量份敏化剂和0.5～5重量份抗氧剂制成。该泡棉材料具有拉伸强度纵向>3 MPa，纵向伸长率>190%，横向拉伸强度>1MPa，横向伸长率>300%， 25%压缩比在80KPa以下，表面张力在40 mN/m以上。同时该泡棉材料具有表观密度为0.2～0.5g/cm3。
在较佳实施例中，所述聚生物油多元醇为由主要包括聚生物油与醇类化合物进行转酯化反应形成的带有羟基官能团的聚生物油多元醇。
在较佳实施例中，所述聚生物油由生物油经过250～350℃聚合制得。
在较佳实施例中，所述生物油主要包括植物油、动物油、废弃的植物油、废弃的动物油中的一种或者两种以上的组合物。
在较佳实施例中，所述醇类化合物主要包括甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、木糖醇中的一种或者两种以上的组合物。
在较佳实施例中，所述聚生物油主要包括100重量份的所述生物油与0.5～1重量份的偶氮二异丁腈在氮气气氛下进行聚合反应制得。
在较佳实施例中，所述聚生物油多元醇由主要包括约100重量份的聚生物油与1～10重量份的所述醇类化合物在氮气气氛下，150～250℃进行转酯化反应2～12h形成。
在较佳实施例中，所述聚乙烯包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯中的一种或者一种以上的组合物。
在较佳实施例中，所述热塑性弹性体包括三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、异丁胶、顺丁胶、丁苯胶、丁苯嵌段共聚物（SBS）、戊苯嵌段共聚物（SIS）、氯化聚乙烯中的一种或者一种以上的组合物。
在较佳实施例中，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、二亚硝基五亚甲基四胺、甲苯磺酰肼、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或者一种以上的组合物。
在较佳实施例中，所述敏化剂包括乙酸锌、硬脂酸锌、硬脂酸钴、氧化锌、硬脂酸钡一种或者一种以上的组合物。
在较佳实施例中，所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，即抗氧剂1010。
本申请还提供一种上述的交联聚乙烯泡棉材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
聚生物油多元醇合成阶段：将约100重量份的聚生物油与1～10重量份的所述醇类化合物在氮气气氛下，150～250℃进行转酯化反应2～12h形成的所述聚生物油多元醇；
聚乙烯泡棉制备阶段：称取65～90重量份的聚乙烯、5～30重量份聚生物油多元醇、5～30重量份热塑性弹性体、0.5～7重量份发泡剂、0.5～4重量份敏化剂、0.5～5重量份抗氧剂加入螺杆挤出机上进行塑化挤出母片，然后进行对所述母片分别进行电子辐射交联处理、发泡处理和压光处理得到所述泡棉材料。
在较佳实施例中，所述聚生物油由主要包括100重量份的所述生物油与0.5～1重量份的偶氮二异丁腈在氮气气氛下进行聚合反应制得
在较佳实施例中，所述电子辐射交联处理包括：将所述母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在10～50 kGy。
在较佳实施例中，所述发泡处理包括：将经过辐照交联后的所述母片进行垂直自由发泡，发泡炉工作温度为220～350℃。
在较佳实施例中，所述压光处理包括：将所述经过发泡后的所述母片置于双辊中进行多次压光处理，控制所述双辊的温度在80～110℃之间。
本申请还提供一种上述的交联聚乙烯泡棉材料的用途，该泡棉材料可用作电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材，所述泡棉材料厚度为0.04～0.5 mm，厚度偏差在10%以内；在厚度方向上至少包括2层泡孔。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
为解决现有技术中存在的技术问题，本申请采用聚生物油多元醇和热塑性弹性体（或者橡胶，在本申请中热塑性弹性体和橡胶可以相互替代使用）添加到聚乙烯体系中，通过调整聚生物油多元醇的分子结构和用量，可有效提高聚乙烯泡棉表面极性，获得高粘结性，其表面张力可达40 mN/m以上；通过聚生物油多元醇与热塑性弹性体的支化分子结构，促进高分子链间缠结，提高熔体强度，避免超薄片材在挤片和发泡拉伸过程中断裂；通过控制母片厚度、发泡倍率以及发泡后的多次压光处理，保证产品厚度均匀性；通过调整聚生物油多元醇、热塑性弹性体种类及用量，有效调整泡棉的性能，获得高粘结性高性能超薄电子辐照交联聚乙烯泡棉。同时，生物油的引入可大大提高聚乙烯泡沫材料的生物降解性能，使产品更加绿色环保。
另外，本申请可选择可再生的植物油如大豆油、菜籽油、花生油、棕榈油、亚麻籽油、蓖麻油、葵花籽油等，动物油如猪油、羊油等，以及废弃油脂如地沟油（指各种混合废弃油脂混合物）等，先进行聚合反应制得聚生物油，再与醇类化合物进行转酯化反应形成聚生物油多元醇。可以将废弃油脂进行再回收利用，具有较为突出的绿色环保且经济效益。
另外，本申请所提供的交联聚乙烯泡棉材料具有（1）产品粘结性高，表面张力可达40 mN/m以上，满足涂胶工艺要求，压缩强度（25%压缩比）在80 KPa以下，拉伸强度纵向>3MPa，纵向伸长率>190%，横向拉伸强度>1MPa，横向伸长率>300%；（2）超薄结构，产品厚度在0.04～0.5 mm，厚度偏差在10%以内，表观密度为0.2～0.5g/cm3，厚度方向至少含2层泡孔；（3）聚生物油多元醇用作增粘剂与聚乙烯互溶性好，可占反应原料总重的25%，产品生物降解性好；（4）可使用各类生物油脂，包括废弃油脂、地沟油等，大大降低了废油脂的污染；（5）通过调整原料配方组成、电子辐照剂量、发泡条件、压光处理等，可有效调节泡棉性能，得到高粘结性高性能超薄电子辐照交联聚乙烯泡棉；（6）所得泡棉产品在智能手机、平板和智能手表等电子产品的视窗和触摸屏密封缓冲胶带基材等方面具有广泛应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种交联聚乙烯泡棉材料的制备流程示意图；
图2为图1在聚乙烯泡棉制备阶段的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
其中需要说明的是：
（1）纵向拉伸强度具体是指：试样在纵向拉伸断裂时的最大应力，按照GB/T6344-1996标准测试。
（2）纵向伸长率具体是指：试样在纵向拉伸断裂时的最大伸长率，按照GB/T6344-1996标准测试。
（3）横向拉伸强度具体是指：试样在横向向拉伸断裂时的最大应力，按照GB/T6344-1996标准测试。
（4）表面张力具体是指：试样的润湿张力，按照GB/T14216-2008标准测试。
本申请提供一种交联聚乙烯泡棉材料，该泡棉材料由包括65～90重量份聚乙烯、5～30重量份聚生物油多元醇、5～30重量份热塑性弹性体、0.5～7重量份发泡剂、0.5～4重量份敏化剂和0.5～5重量份抗氧剂制成。该泡棉材料具有拉伸强度纵向>3 MPa，纵向伸长率>190%，横向拉伸强度>1MPa，横向伸长率>300%， 25%压缩比在80 KPa以下，表面张力在40mN/m以上。同时该泡棉材料具有表观密度为0.2～0.5g/cm3。本申请采用聚生物油多元醇做粘结剂，通过利用聚生物油多元醇与聚乙烯的互溶性好，从而大大提升聚乙烯泡棉材料的粘结性能。
如图1所示，该交联聚乙烯泡棉材料的制备方法包括以下步骤：
本申请还提供一种上述的交联聚乙烯泡棉材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）聚生物油多元醇合成阶段：将约100重量份的聚生物油与1～10重量份的所述醇类化合物在氮气气氛下，150～250℃进行转酯化反应2～12h形成的所述聚生物油多元醇；
（2）聚乙烯泡棉制备阶段：称取65～90重量份的聚乙烯、5～30重量份聚生物油多元醇、5～30重量份热塑性弹性体、0.5～7重量份发泡剂、0.5～4重量份敏化剂、0.5～5重量份抗氧剂加入螺杆挤出机上进行塑化挤出母片，然后进行对所述母片分别进行电子辐射交联处理、发泡处理和压光处理得到所述泡棉材料。
如图2所示，上述聚乙烯泡棉制备阶段具体包括，电子辐射交联处理、发泡处理、压光处理等。
其中，所述电子辐射交联处理包括：将所述母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在10～50 kGy。
所述发泡处理包括：将经过辐照交联后的所述母片进行垂直自由发泡，发泡炉工作温度为220～350℃。
所述压光处理包括：将所述经过发泡后的所述母片置于双辊中进行多次压光处理，控制所述双辊的温度在80～110℃之间。
以下将以具体实施方式来详细阐述本申请的技术方案：
实施例一
第1步聚花生油多元醇合成
将100重量份的花生油与0.5重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至310℃，花生油和偶氮二异丁腈进行聚合反应8h，得到聚花生油；
接着，将100重量份的聚花生油与5重量份的甘油置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约200℃进行转酯化反应约8h后得到聚花生油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
低密度聚乙烯 75重量份；
聚花生油多元醇 10重量份；
三元乙丙橡胶 15重量份；
偶氮二甲酰胺 2.8重量份；
硬脂酸锌 1.5重量份；
抗氧剂1010 2重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在99～135℃，其中挤出模头为110～115℃之间，控制螺杆转速90～100rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加10重量份的聚花生油多元醇和15重量份的三元乙丙橡胶在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为105～125℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.08mm和牵引速度约为20mm/s，得厚度在0.06mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在23 kGy，辐射时间为35s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为250～320℃，母片停留时间为0.2min，保证母片较好完成发泡；
将上述将发泡好的母片置于95℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经5次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.08 mm，在厚度方向具有2层泡孔其厚度偏差在10%以内。另外，该乙烯泡棉产品的表观密度为0.28g/cm3，压缩强度（25%压缩比）为45KPa，拉伸强度纵向3.3MPa，纵向伸长率209%，横向拉伸强度1.4MPa，横向伸长率309%，表面张力为45 mN/m。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例二
第1步聚菜籽油多元醇合成
将100重量份的菜籽油与0.8重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至320℃，菜籽油和偶氮二异丁腈进行聚合反应18h，得到聚菜籽油；
接着，将100重量份的聚菜籽油与7重量份的三羟甲基丙烷置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约220℃进行转酯化反应约10h后得到聚菜籽油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
低密度聚乙烯 70重量份；
聚菜籽油多元醇 15重量份；
乙烯-辛烯共聚物 15重量份；
偶氮二甲酰胺 2.6重量份；
硬脂酸锌 1.5重量份；
抗氧剂1010 2重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在95～120℃，其中挤出模头为115～120℃之间，控制螺杆转速90～100rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加15重量份的聚菜籽油多元醇和15重量份的乙烯-辛烯共聚物在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为105～125℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.08mm和牵引速度约为30mm/s，得厚度在0.08mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在20 kGy，辐射时间为35s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为220～330℃，母片停留时间约为0.5min，保证母片较好完成发泡;
将上述将发泡好的母片置于90℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经3次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.1 mm，在厚度方向具有3层泡孔，其厚度偏差在10%以内。另外，该乙烯泡棉产品的表观密度为0.32g/cm3，压缩强度（25%压缩比）为51KPa，拉伸强度纵向3.5MPa，纵向伸长率204%，横向拉伸强度1.5MPa，横向伸长率323%，表面张力为53 mN/m。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例三
第1步聚棕榈油多元醇合成
将100重量份的菜籽油与0.9重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至320℃，菜籽油和偶氮二异丁腈进行聚合反应20h，得到聚棕榈油；
接着，将100重量份的聚棕榈油与6重量份的季戊四醇置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约230℃进行转酯化反应约12h后，得到聚棕榈油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
低密度聚乙烯 75重量份；
聚棕榈油多元醇 12重量份；
异丁胶 13重量份；
偶氮二甲酰胺 2.4重量份；
硬脂酸钡 1.5重量份；
抗氧剂1010 2重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、偶氮二甲酰胺、硬脂酸钡、和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在100～130℃，其中挤出模头为105～110℃之间，优选110℃，控制螺杆转速100～120rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加12重量份的聚棕榈油多元醇和13重量份的异丁胶在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为110～125℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.12mm和牵引速度约为25mm/s，得厚度在0.1mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在26 kGy，辐射时间为45s，得到母片，使得各组分连接到聚乙烯的聚合物网络；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为270～330℃，母片停留时间为0.1min，保证母片较好完成发泡。
将上述将发泡好的母片置于90℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经6次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.15mm，在厚度方向具有2层泡孔，其厚度偏差在10%以内。另外，该乙烯泡棉产品的表观密度为0.33g/cm3，压缩强度（25%压缩比）为56KPa，拉伸强度纵向3.8MPa，纵向伸长率232%，横向拉伸强度1.3MPa，横向伸长率323%，表面张力为56 mN/m。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例四
第1步聚麻风油多元醇合成
将100重量份的麻风油与0.8重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至320℃，菜籽油和偶氮二异丁腈进行聚合反应18h，得到聚麻风油；
接着，将100重量份的聚麻风油与7重量份的甘油置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约220℃进行转酯化反应约16h后，得到聚麻风油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
低密度聚乙烯 80重量份；
聚麻风油多元醇 10重量份；
顺丁胶 10重量份；
偶氮二甲酰胺 1.8重量份；
硬脂酸锌 1.5重量份；
抗氧剂1010 2重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在100～120℃，其中挤出模头为105～110℃之间，控制螺杆转速100～120rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加10重量份的聚麻风油多元醇和10重量份的顺丁胶在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为110～130℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.1mm和牵引速度约为35mm/s，得厚度在0.08mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在24 kGy，辐射时间为40s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为260～305℃，母片停留时间为25s，保证母片较好完成发泡。
将上述将发泡好的母片置于100℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经4次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.1mm，其厚度偏差在10%以内，在厚度方向具有3层泡孔,。另外，该乙烯泡棉产品的表观密度为0.29g/cm3，压缩强度（25%压缩比）为56KPa，拉伸强度纵向3.7MPa，纵向伸长率225%，横向拉伸强度1.6MPa，横向伸长率326%，表面张力为53 mN/m。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例五
第1步聚废弃油多元醇合成
将100重量份的废弃油(废弃的植物油和/或废弃的动物油)与1重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至330℃，废弃油和偶氮二异丁腈进行聚合反应10h，得到聚废弃油；
接着，将100重量份的聚废弃油与7重量份的三羟甲基丙烷置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约230℃进行转酯化反应约12h后得到12h得聚废弃油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
低密度聚乙烯 75重量份；
聚废弃油多元醇 15重量份；
丁苯胶 10重量份；
偶氮二甲酰胺 2.7重量份；
硬脂酸锌 1.5重量份；
抗氧剂1010 2重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在95～130℃，其中挤出模头为115～125℃之间，优选120℃，控制螺杆转速100～120rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加15重量份的聚废弃油多元醇和10重量份的丁苯胶在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为105～130℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.14mm和牵引速度约为35mm/s，得厚度在0.12mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在26 kGy，辐射时间为25s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为260～300℃，母片停留时间为0.1min，保证母片较好完成发泡;
将上述将发泡好的母片置于90℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经5次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.18mm，其厚度偏差在10%以内，在厚度方向具有4层泡孔，。另外，该乙烯泡棉产品的表观密度为0.36 g/cm3，压缩强度（25%压缩比）为57KPa，拉伸强度纵向3.9MPa，纵向伸长率203%，横向拉伸强度1.7MPa，横向伸长率319%，表面张力为53 mN/m。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例六
第1步聚猪油多元醇合成
将100重量份的猪油与0.9重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至320℃，菜籽油和偶氮二异丁腈进行聚合反应16h，得到聚猪油；
接着，将100重量份的聚猪油与7重量份的甘油置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约230℃进行转酯化反应约16h后得到聚猪油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
低密度聚乙烯 75重量份；
聚猪油多元醇 14重量份；
丁苯嵌段共聚物（SBS） 11重量份；
4,4’-氧代双苯磺酰肼 2.4重量份；
乙酸锌 1.5重量份；
抗氧剂1010 2重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、4,4’-氧代双苯磺酰肼、乙酸锌和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在95～125℃，其中挤出模头为110～120℃之间，控制螺杆转速100～120rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加14重量份的聚猪油多元醇和11重量份的丁苯嵌段共聚物（SBS）在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为115～130℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.08mm和牵引速度约为30mm/s，得厚度在0.06mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在22 kGy，辐射时间为25s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为220～300℃，母片停留时间为30s，保证母片较好完成发泡。
将上述将发泡好的母片置于90℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经5次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.1mm，其厚度偏差在10%以内，在厚度方向具有2层泡孔，。另外，该乙烯泡棉产品的表观密度为0.27g/cm3，压缩强度（25%压缩比）为67KPa，拉伸强度纵向3.4MPa，纵向伸长率210%，横向拉伸强度1.3MPa，横向伸长率325%，表面张力为56mN/m，。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例七
第1步聚牛油多元醇合成
将100重量份的牛油与0.8重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至330℃，菜籽油和偶氮二异丁腈进行聚合反应16h，得到聚牛油；
接着，将100重量份的聚牛油与6重量份的季戊四醇置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约240℃进行转酯化反应约18h后，得到聚牛油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
低密度聚乙烯 80重量份；
聚牛油多元醇 10重量份；
戊苯嵌段共聚物（SIS） 10重量份；
4,4’-氧代双苯磺酰肼 2.4重量份；
乙酸锌 1.5重量份；
抗氧剂1010 2重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、4,4’-氧代双苯磺酰肼、乙酸锌、和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在100～120℃，其中挤出模头为95～130℃之间，控制螺杆转速90～120rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加,10重量份的聚牛油多元醇和10重量份的戊苯嵌段共聚物（SIS）在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为105～120℃，其中挤出模头为125℃。通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.06mm和牵引速度约为30mm/s，得厚度在0.04mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在22 kGy，辐射时间为30s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为230～300℃，母片停留时间为0.1min，保证母片较好完成发泡。
将上述将发泡好的母片置于98℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经4次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.06mm，，其厚度偏差在10%以内，在厚度方向具有3层泡孔。另外，该乙烯泡棉产品的表观密度为0.29g/cm3，压缩强度（25%压缩比）为56KPa，拉伸强度纵向3.7MPa，纵向伸长率226%，横向拉伸强度1.2MPa，横向伸长率310%，表面张力为49mN/m。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例八
第1步聚大豆油多元醇/聚蓖麻籽油多元醇合成
将50重量份的大豆油、50重量份的蓖麻籽油与0.8重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至320℃，大豆油/蓖麻油和偶氮二异丁腈进行聚合反应16h，得到聚大豆油/聚蓖麻籽油；
接着，将100重量份的聚大豆油/聚蓖麻籽油与1重量份的木糖醇置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约160℃进行转酯化反应约12h后得到聚大豆油多元醇/聚蓖麻籽油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
线性低密度聚乙烯 65重量份；
聚大豆油多元醇/聚蓖麻籽油多元醇 5重量份；
氯化聚乙烯 20重量份；
二亚硝基五亚甲基四胺 0.5重量份；
硬脂酸钴 0.5重量份；
抗氧剂1010 0.5重量份；
按照上述重量份的线性低密度聚乙烯、二亚硝基五亚甲基四胺、硬脂酸钴、和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在100～120℃，其中挤出模头为105～110℃之间，控制螺杆转速100～120rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加5重量份的聚大豆油多元醇/聚蓖麻籽油多元醇和20重量份的氯化聚乙烯在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为105～120℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.1mm和牵引速度约为30mm/s，得厚度在0.08mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在10 kGy，辐射时间为30s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为220～280℃，母片停留时间为0.3min，保证母片较好完成发泡，使其发泡密度为X～Y。
将上述将发泡好的母片置于80℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经4次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.1mm，在厚度方向具有3层泡孔，其厚度偏差在10%以内。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
实施例九
第1步聚亚麻籽油多元醇合成
将100重量份的亚麻籽油与0.8重量份的偶氮二异丁腈置于反应釜中进行搅拌混合均匀后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中将反应釜加热至320℃，菜籽油和偶氮二异丁腈进行聚合反应18h，得到聚亚麻籽油；
接着，将100重量份的聚亚麻籽油与5重量份的三羟甲基丙烷、5重量份的季戊四醇置于反应釜中进行搅拌混合后，通氮气置换反应釜中的空气。在氮气气氛中加热至约160℃进行转酯化反应约12h后，得到聚亚麻籽油多元醇。
第2步聚乙烯泡棉制备
按照以下重量份称取原料：
中密度聚乙烯 50重量份；
低密度聚乙烯 40重量份；
聚亚麻籽油多元醇 30重量份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 30重量份；
甲苯磺酰肼 3重量份；
偶氮二甲酰胺 4重量份
硬脂酸锌 1.5重量份；
氧化锌 4重量份；
抗氧剂1010 5重量份；
按照上述重量份的低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酰肼、硬脂酸锌、氧化锌和抗氧剂1010加入高速混合机，进行混合3～10mins后，混合塑料为1000～1500rmp后，下料至螺杆挤出机。控制螺杆挤出机（自喂料口至挤出模头）温度范围为在100～120℃，其中挤出模头为105～110℃之间，控制螺杆转速100～120rmp，得到预处理粒子，以上为造粒阶段。接着进入挤出阶段，向预处理粒子中添加30重量份的聚亚麻籽油多元醇和30重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在螺杆挤出机中进行挤出，此阶段控制螺杆挤出机的工作温度范围为105～125℃，其中挤出模头为125℃，通过控制螺杆挤出机模口缝隙大小为约0.1mm和牵引速度约为25mm/s，得厚度在0.08mm左右均匀的母片。
完成上述塑化阶段，接下来进入电子辐射交联阶段。将上述挤出的母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在50 kGy，辐射时间为30s，得到母片；
将经过电子辐射交联后的母片进行置于高温发泡炉中，采用垂直自由发泡方式，发泡炉工作温度为260～305℃，母片停留时间为0.3min，保证母片较好完成发泡。
将上述将发泡好的母片置于100℃左右的双辊中进行压光处理，根据母片的厚度控制双辊间距，根据需要经4次压光处理后，得到具有高拉伸强度的超薄交联聚乙烯泡棉，其厚度为0.1mm，在厚度方向具有3层泡孔，其厚度偏差在10%以内。该聚乙烯泡棉可应用为电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种交联聚乙烯泡棉材料，其特征在于，所述泡棉材料由包括以下重量份的组分制成：
聚乙烯65～90重量份；
聚生物油多元醇5～30重量份；
热塑性弹性体5～30重量份；
发泡剂0.5～7重量份；
敏化剂0.5～4重量份；
抗氧剂0.5～5重量份；
所述聚生物油多元醇为主要包括聚生物油与醇类化合物进行转酯化反应形成的带有羟基官能团的聚生物油多元醇；
所述聚生物油主要包括100重量份的生物油与0.5～1重量份的偶氮二异丁腈在氮气气氛下进行聚合反应制得；
和/或，
所述聚生物油多元醇由主要包括100重量份的聚生物油与1～10重量份的所述醇类化合物在氮气气氛下，150～250℃进行转酯化反应2～12h形成；
所述泡棉材料的25%压缩比在80 KPa以下，25%压缩比具体是指：试样压缩25%时的应力，按照GB/T1041-2008标准测试。
2.如权利要求1所述的泡棉材料，其特征在于，所述聚生物油由生物油经过250～350℃聚合制得；
所述生物油主要包括植物油、动物油、废弃的植物油、废弃的动物油中的一种或者两种以上的组合物；和/或，
所述醇类化合物主要包括甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、木糖醇中的一种或者两种以上的组合物。
3.如权利要求1所述的泡棉材料，其特征在于，所述聚乙烯包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯中的一种或者两种以上的组合物；和/或，
所述热塑性弹性体包括乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丁苯嵌段共聚物（SBS）、戊苯嵌段共聚物（SIS）、氯化聚乙烯中的一种或者两种以上的组合物。
4.如权利要求1所述的泡棉材料，其特征在于，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、二亚硝基五亚甲基四胺、甲苯磺酰肼、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或者两种以上的组合物；和/或，
所述敏化剂包括乙酸锌、硬脂酸锌、硬脂酸钴、氧化锌、硬脂酸钡一种或者两种以上的组合物。
5.如权利要求1-4任一所述的泡棉材料，其特征在于，所述泡棉材料具有拉伸强度纵向>3 MPa，纵向伸长率>190%，横向拉伸强度>1MPa，横向伸长率>300%，表面张力在40 mN/m以上；
和/或，所述泡棉材料具有表观密度为0.2～0.5g/cm3。
6.一种泡棉材料的制备方法，其特征在于，所述泡棉材料采用权利要求1-5任一项所述泡棉材料，所述制备方法包括以下步骤：
聚生物油多元醇合成阶段：将100重量份的聚生物油与1～10重量份的所述醇类化合物在氮气气氛下，150～250℃进行转酯化反应2～12h形成所述聚生物油多元醇；
聚乙烯泡棉制备阶段：称取65～90重量份的聚乙烯、5～30重量份聚生物油多元醇、5～30重量份热塑性弹性体、0.5～7重量份发泡剂、0.5～4重量份敏化剂、0.5～5重量份抗氧剂加入螺杆挤出机上进行塑化挤出母片，然后对所述母片分别进行电子辐射交联处理、发泡处理和压光处理得到所述泡棉材料。
7.如权利要求6所述的泡棉材料的制备方法，其特征在于，
所述聚生物油由主要包括100重量份的生物油与0.5～1重量份的偶氮二异丁腈在氮气气氛下进行聚合反应制得；和/或，
所述电子辐射交联处理包括：将所述母片放置于电子加速器上进行辐射交联，控制辐射剂量在10～50 kGy；和/或，
所述发泡处理包括：将经过辐照交联后的所述母片进行垂直自由发泡，发泡炉工作温度为220～350℃；和/或，
所述压光处理包括：将经过发泡后的所述母片置于双辊中进行多次压光处理，控制所述双辊的温度在80～110℃之间。
8.一种泡棉材料的用途，其特征在于，所述泡棉材料采用权利要求1-5任一项所述的泡棉材料，所述泡棉材料用作电子产品的视窗和触摸屏的密封缓冲或者胶带基材，所述泡棉材料厚度为0.04～0.5 mm，厚度偏差在10%以内；在厚度方向上至少包括2层泡孔。
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Denomination of invention: A cross-linked polyethylene foam material and its preparation method

Effective date of registration: 20230606

Granted publication date: 20201027

Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Pan'an sub branch

Pledgor: ZHEJIANG WANLI NEW MATERIALS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023330001094