CN109824955B - 一种辐照交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辐照交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法，具体地，本发明制备方法在低密度聚乙烯、热塑性弹性体、发泡剂、敏化剂和抗氧化剂中加入石油沥青树脂作为增强剂，通过调整石油沥青树脂种类和用量，制得高刚性聚乙烯泡棉材料。本发明所述的方法制得的产品刚性高，弹性模量在5MPa以上，在地垫、地板垫、电子设备等领域具有广泛应用。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种辐照交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法。
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。
高刚性聚乙烯发泡产品广泛用于地垫、汽车内饰、电子设备等领域，而且随着产品更新换代，对产品刚性提出了更高要求。
传统提高聚乙烯泡沫刚性的方法主要包括添加聚丙烯、玻璃纤维、碳酸钙等以及增加交联度。由于聚丙烯的熔点较高，使得加工温度高，发泡剂容易分解，工艺实施困难。玻璃纤维、碳酸钙等无机填料与聚乙烯互溶性差，对产品刚性的提升有限，而且大量无机填料对发泡过程和产品的其它物理性能产品严重影响。交联度太大会导致发泡困难，无法满足合适发泡倍率。
因此，如何提高聚乙烯泡棉材料的刚性，仍然是亟需解决的难题。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法，以石油沥青树脂作为增强剂来解决背景技术所存在问题。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
提供了一种辐照交联聚乙烯泡棉材料的制备方法，包括步骤：
首先，将以下组分混合后，加入到螺杆挤出机中进行混炼挤出得到母片；
然后，将上述步骤得到的母片进行电子辐照交联；电子辐照交联结束后，所得材料进行发泡处理，从而得到石油沥青树脂增强的聚乙烯泡棉材料。
优选地，所述的石油沥青树脂是原油加工过程中形成的黑色较坚硬固体。
优选地，所述的石油沥青树脂密度为1.0～1.3g/cm3。
优选地，所述母片的厚度为0.2-1mm；较佳地，为0.7mm。
优选地，所述热塑性弹性体为三元乙丙橡胶、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。
优选地，所述抗氧化剂选自下组的一种或多种：2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、四[β-(3,5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
优选地，所述发泡剂选自下组的一种或多种：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。
优选地，所述敏化剂选自下组的一种或多种：乙酸锌、硬脂酸锌、硬脂酸钴、氧化锌、硬脂酸钡。
优选地，所述的石油沥青树脂熔程为100～130℃。
优选地，所述的石油沥青树脂通过包括如下步骤的方法制得：将石油树脂原料在100～130℃下加热，并施加3～10MPa的压力,过1500目筛网，得到熔程为100～130℃的石油沥青树脂。
优选地，各个组分含量如下：
优选地，各个组分含量如下：
优选地，螺杆挤出机的挤出温度为95～130℃。
优选地，螺杆挤出机的螺杆转速为50～130rpm。
优选地，螺杆挤出机的模头温度为100～140℃。
优选地，辐照交联的辐照剂量为5～50kGy。
优选地，所述发泡在发泡机中进行；发泡炉温度为170～320℃，发泡时间为0.5～5min。
提供了一种辐照交联聚乙烯泡棉材料，所述辐照交联聚乙烯泡棉材料由上述制备方法制得。
提供了上述辐照交联聚乙烯泡棉材料的应用，所述辐照交联聚乙烯泡棉材料用于地垫、汽车内饰、电子设备。
与现有技术相比，本发明技术方案的优点包括：
(1)本发明制备方法制得的产品刚性高，弹性模量在5MPa以上；
(2)本发明制备方法中石油沥青树脂与聚乙烯互溶性好，可占反应原料总重的30％以上；
(3)本发明制备方法原料来源丰富，价格低廉；
(4)本发明制备方法通过调整石油沥青树脂中芳环结构含量和用量，可有效调节材料的刚性；
(5)本发明制备方法制得产品在地垫、地板垫、电子设备等领域具有广泛应用。
具体实施方式
本发明在聚乙烯泡棉材料配方中引入石油沥青树脂作为增强剂，通过调整石油沥青树脂种类和用量，并通过辐照交联和高温发泡形成刚性交联网络，制备高刚性聚乙烯泡棉材料。
本发明采用石油沥青树脂作为增强剂，利用石油沥青树脂中丰富的芳环结构以及活性双键，在辐照交联和高温发泡过程中进一步反应，形成刚性聚合网络，提高了产品刚性。
以下将对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。
在本文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。
本发明采用GB/T 9341-2008塑料弯曲性能的测定测试弹性模量。
实施例1
首先将石油沥青树脂在100～105℃进行加热，并施加8MPa压力通过1500目筛网，得到熔程100～105℃的石油沥青树脂。
将熔程100～105℃的石油沥青树脂、低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、抗氧剂(四[β-(3,5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、偶氮二甲酰胺、醋酸锌，按照质量比20：80：10：2：10：1的比例进行混合均匀后，加入到单螺杆挤出机进行挤出，控制挤出温度在95～125℃、螺杆转速80rpm、模头温度125℃,得到0.7mm厚度的母片；
接着，将母片通过电子加速器，进行辐照交联，控制辐照剂量为30kGy，形成交联聚合网络；
最后，将交联后的母片置于发泡炉进行发泡，控制发泡炉温度为290℃，交联母片的停留时间为1min，得到高刚性聚乙烯泡棉材料，弹性模量7.5MPa。
实施例2-6
除选择不同熔程的石油沥青树脂外，其余条件与实施例1相同。
表1
实施例7-10
除选择不同石油沥青树脂与聚乙烯的重量份比例外，其余条件与实施例1相同。
表2
对比例1
按实施例1，不加石油沥青树脂，将低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物、抗氧剂(四[β-(3,5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、偶氮二甲酰胺、醋酸锌，按照质量比80：10：2：10：1的比例进行混合均匀后，加入到单螺杆挤出机进行挤出，控制挤出温度在95～125℃、螺杆转速80rpm、模头温度120℃,得到0.7mm厚度的母片；
接着，将母片通过电子加速器，进行辐照交联，控制辐照剂量为30kGy，形成交联聚合网络；
最后，将交联后的母片置于发泡炉进行发泡，控制发泡炉温度为290℃，交联母片的停留时间为1min，得到辐照交联聚乙烯泡棉材料，弹性模量3.6MPa。
本发明的制备方法制得的产品均具有很好的弹性模量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种辐照交联聚乙烯泡棉材料的制备方法，其特征在于：包括步骤：
首先，将以下组分混合后，加入到螺杆挤出机中进行混炼挤出得到母片；
然后，将上述步骤得到的母片进行电子辐照交联；电子辐照交联结束后，所得材料进行发泡处理，从而得到石油沥青树脂增强的聚乙烯泡棉材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的石油沥青树脂熔程为100～130℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：各个组分含量如下：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：螺杆挤出机的挤出温度为95～130℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：螺杆挤出机的螺杆转速为50～130rpm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：螺杆挤出机的模头温度为100～140℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：辐照交联的辐照剂量为5～50kGy。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述发泡在发泡机中进行；发泡炉温度为170～320℃，发泡时间为0.5～5min。
9.一种辐照交联聚乙烯泡棉材料，其特征在于，所述辐照交联聚乙烯泡棉材料由权利要求1-8任一项所述的方法制得。
10.如权利要求9所述的辐照交联聚乙烯泡棉材料的应用，其特征在于，所述辐照交联聚乙烯泡棉材料用于地垫、汽车内饰、电子设备。
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