CN108034124A - 一种超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料及其制造方法，该超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料以乙烯为原料、丁烯‑1为共聚物、硫酸氢钠为抗氧化剂、苯甲酸酯为中间体、三氯化钛和氢氧化镁为催化剂、N‑N’亚甲基‑双丙烯酰胺为交联剂、偶氮二甲酰胺为发泡剂聚合而成。本发明的超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料采用超高分子量聚乙烯为原料、一次性加工成型发泡、化学性质稳定、抗老化性能强、阻燃。

Description

一种超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料及其制造方法
技术领域
本发明涉及泡沫塑料加工领域，尤其涉及一种超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料及其制造方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯是一种高分子化合物，很难加工，并且具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强。
现有技术中还没有一种以超高分子量聚乙烯为主体生产的泡沫塑料，但根据该材料的物理化学性质而言，直接采用超高分子量聚乙烯为原料进行后续加工成型及发泡基本不可能实现。由于现有技术中的泡沫塑料主要用于隔音、防撞材料，这种材料一般附于墙面，因此需要很高的阻燃性能。
因此，市面上急需一种采用超高分子量聚乙烯为原料、一次性加工成型发泡、化学性质稳定、抗老化性能强、阻燃的超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种采用超高分子量聚乙烯为原料、一次性加工成型发泡、化学性质稳定、抗老化性能强、阻燃的超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：准备足量乙烯、足量丁烯-1、按重量份准备苯甲酸酯3份-5份、偶氮二甲酰胺15份-18份、硫酸氢钠3份-5份、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺2份；
②辅助工艺材料准备：按重量份准备三氯化钛1份-2份、氢氧化镁7份-10份；
③设备及工装准备：准备压力容器、反应釜、超声波发生装置、注塑模具；
2)泡沫塑料制造
①将阶段1)中步骤①准备的苯甲酸酯、硫酸氢钠、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺与阶段1)中步骤②准备的三氯化钛、氢氧化镁混合均匀并加入到反应釜中；
②将步骤①获得的反应釜放置于压力容器中，在压力容器内以2∶1的体积比通入阶段1)中步骤①准备的乙烯和丁烯-1气体，至压力容器中压力2.5MPa-2.8MPa；
③升温至105℃-110℃，持续4h-5h，获得预制料；
④将预制料加热至210℃-230℃，然后在预制料中注入偶氮二甲酰胺，以超声波振动复合机械搅拌，搅拌均匀后获得发泡原料；
⑤采用55MPa-85Mpa的挤出压力，保压时间35s-75s后将发泡原料挤出至1)中步骤③准备的注塑模具中，注塑后冷却95s-120s，即得到所需超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料。
采用上述方法制造的超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料，为以乙烯为原料、丁烯-1为共聚物、硫酸氢钠为抗氧化剂、苯甲酸酯为中间体、三氯化钛和氢氧化镁为催化剂、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺为交联剂、偶氮二甲酰胺为发泡剂聚合而成。
与现技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：以乙烯为原料、丁烯-1为共聚物、硫酸氢钠为抗氧化剂、苯甲酸酯为中间体、三氯化钛和氢氧化镁为催化剂、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺为交联剂、偶氮二甲酰胺为发泡剂聚合而成，采用的是无卤阻燃及催化剂(氢氧化镁)，更加环保高效，同时无卤阻燃还具有抑烟、无毒、环保的高阻燃效能，聚乙烯本身也具有耐热、环保的效能，其综合性能优良，强度高(本发明发泡前试棒的抗拉强度约30MPa-35MPa，优于现有技术的20MPa-25MPa)，成形性能好，采用丁烯-1为共聚物、苯甲酸酯为中间体可有效解决聚乙烯泡沫塑料发泡脆化后成型困难的问题，同时提升了其耐热性能(本发明的熔点为120℃-125℃，高于常规技术的90℃-95℃)；采用三氯化钛和氢氧化镁为催化剂，在高温高压下可以简单获得超高分子量聚乙烯塑料(本发明的超高分子量聚乙烯塑料分子量一般在300万-500万范围)，而偶氮二甲酰胺的发泡性能很强，本发明相较于常规技术采用了占比原料质量比更多的发泡剂，主要是由于熔融状态下的超高分子量聚乙烯塑料粘度极大且流通性差，因此本发明采用了超声波振动复合机械搅拌，其中超声波使熔融液变得较为松软、然后机械搅拌可以将发泡剂与超高分子量聚乙烯塑料熔融液混合均匀，使本发明具有了更好的均匀性，根据实践，本发明的发泡倍率可达10倍至15倍，基本能满足使用需求；最终采用的高于现有技术的压力进行注塑也能很好地克服粘度过大、流通性不好的问题。
具体实施方式
实施例1：
一种超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料，为以乙烯为原料、丁烯-1为共聚物、硫酸氢钠为抗氧化剂、苯甲酸酯为中间体、三氯化钛和氢氧化镁为催化剂、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺为交联剂、偶氮二甲酰胺为发泡剂聚合而成。
上述超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：准备足量乙烯、足量丁烯-1、按重量份准备苯甲酸酯3Kg、偶氮二甲酰胺15Kg、硫酸氢钠3Kg、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺2Kg；
②辅助工艺材料准备：按重量份准备三氯化钛1Kg、氢氧化镁7Kg；
③设备及工装准备：准备压力容器、反应釜、超声波发生装置、注塑模具；
2)泡沫塑料制造
①将阶段1)中步骤①准备的苯甲酸酯、硫酸氢钠、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺与阶段1)中步骤②准备的三氯化钛、氢氧化镁混合均匀并加入到反应釜中；
②将步骤①获得的反应釜放置于压力容器中，在压力容器内以2∶1的体积比通入阶段1)中步骤①准备的乙烯和丁烯-1气体，至压力容器中压力2.5MPa；
③升温至105℃，持续4h，获得预制料；
④将预制料加热至210℃，然后在预制料中注入偶氮二甲酰胺，以超声波振动复合机械搅拌，搅拌均匀后获得发泡原料；
⑤采用55MPa的挤出压力，保压时间35s后将发泡原料挤出至1)中步骤③准备的注塑模具中，注塑后冷却95s，即得到所需超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料。
实施例2：
整体与实施例1一致，差异之处在于：
上述超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：准备足量乙烯、足量丁烯-1、按重量份准备苯甲酸酯5Kg、偶氮二甲酰胺18Kg、硫酸氢钠5Kg、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺2Kg；
②辅助工艺材料准备：按重量份准备三氯化钛2Kg、氢氧化镁10Kg；
2)泡沫塑料制造
①将阶段1)中步骤①准备的苯甲酸酯、硫酸氢钠、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺与阶段1)中步骤②准备的三氯化钛、氢氧化镁混合均匀并加入到反应釜中；
②将步骤①获得的反应釜放置于压力容器中，在压力容器内以2∶1的体积比通入阶段1)中步骤①准备的乙烯和丁烯-1气体，至压力容器中压力2.8MPa；
③升温至110℃，持续5h，获得预制料；
④将预制料加热至230℃，然后在预制料中注入偶氮二甲酰胺，以超声波振动复合机械搅拌，搅拌均匀后获得发泡原料；
⑤采用85Mpa的挤出压力，保压时间75s后将发泡原料挤出至1)中步骤③准备的注塑模具中，注塑后冷却120s，即得到所需超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)生产前准备
①原材料准备：准备足量乙烯、足量丁烯-1、按重量份准备苯甲酸酯3份-5份、偶氮二甲酰胺15份-18份、硫酸氢钠3份-5份、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺2份；
②辅助工艺材料准备：按重量份准备三氯化钛1份-2份、氢氧化镁7份-10份；
③设备及工装准备：准备压力容器、反应釜、超声波发生装置、注塑模具；
2)泡沫塑料制造
①将阶段1)中步骤①准备的苯甲酸酯、硫酸氢钠、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺与阶段1)中步骤②准备的三氯化钛、氢氧化镁混合均匀并加入到反应釜中；
②将步骤①获得的反应釜放置于压力容器中，在压力容器内以2∶1的体积比通入阶段1)中步骤①准备的乙烯和丁烯-1气体，至压力容器中压力2.5MPa-2.8MPa；
③升温至105℃-110℃，持续4h-5h，获得预制料；
④将预制料加热至210℃-230℃，然后在预制料中注入偶氮二甲酰胺，以超声波振动复合机械搅拌，搅拌均匀后获得发泡原料；
⑤采用55MPa-85Mpa的挤出压力，保压时间35s-75s后将发泡原料挤出至1)中步骤③准备的注塑模具中，注塑后冷却95s-120s，即得到所需超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料。
2.一种采用权利要求1所述方法制造的超高分子量多孔聚乙烯泡沫塑料，其特征在于：该塑料为以乙烯为原料、丁烯-1为共聚物、硫酸氢钠为抗氧化剂、苯甲酸酯为中间体、三氯化钛和氢氧化镁为催化剂、N-N′亚甲基-双丙烯酰胺为交联剂、偶氮二甲酰胺为发泡剂聚合而成。
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