CN111100354A - 一种聚乙烯隔热发泡板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种聚乙烯隔热发泡板材及其制备方法，其由下述原料组分按重量份制备而成：50‑70份高密度聚乙烯、20‑30份石蜡、10‑20份PBAT、3‑5份相容剂、3‑5份发泡剂、0.5份抗氧剂。本发明提供的聚乙烯隔热发泡板材，通过向高密度聚乙烯基体中加入具有相变储热功能的微晶石蜡，利用微晶石蜡随着温度变化产生相变的吸热和放热来控制材料温度不随着外界温度的变化而产生较大的改变。同时，材料的发泡结构使得整体的导热速率大幅下降，起到良好的隔热、保温的效果。此外，PBAT的加入，也使得材料具有部分降解的功能，防止白色污染的泛滥。

Description

一种聚乙烯隔热发泡板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能材料领域，具体是一种聚乙烯隔热发泡板材及其制备方法。
背景技术
随着近年来电子商务行业的飞速发展，电子商务产品的种类多样性对相应的运输包装产业提出了多种多样的需求。尤其是对于生鲜、食品、精密电子、化妆品和化学制品而言，由于其在运输过程中需要保温或隔热的条件以防止变质，因此在有限的运输环境下，对其包装材料则提出了更高的要求。通常是在包装箱内部附加一些隔热保温层的内衬，这些材料通常是发泡塑料和玻纤毡一类的材料，其保温隔热的手段较为单一。而且这一类材料虽然可以重复使用，但通常都是使用后就被丢弃，从而对环境造成较为严重的污染，并且在商品出口至国外时受到严格的控制。
同时，对于运输路程较远、运输条件变化较大、储存条件要求苛刻的产品而言，如何使产品的包装内环境处于较为适宜的水平是包装行业急需解决的问题。蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，是世界范围内的研究热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙烯隔热发泡板材及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种聚乙烯隔热发泡板材，由下述原料组分按重量份制备而成：
Figure BDA0001845822320000021
进一步方案，所述高密度聚乙烯的拉伸断裂伸长率≥600％，熔体质量流动速率≤9g/10min(190℃，21.6kg)。
所述石蜡为微晶石蜡，分子量500-1000。
所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯共聚物或乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或两种混合。
所述发泡剂为市售的微球发泡剂，其发泡温度为150℃。
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(1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯(1076)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少三种。
本发明的另一个目的在于提供一种聚乙烯隔热发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
将50-70份高密度聚乙烯、20-30份石蜡、10-20份PBAT、3-5份相容剂、3-5份发泡剂、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到聚乙烯隔热发泡板材；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-160℃、160-170℃、170-180℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃。
本发明的有益效果：本发明提供的聚乙烯隔热发泡板材，通过向高密度聚乙烯基体中加入具有相变储热功能的微晶石蜡，利用微晶石蜡随着温度变化产生相变的吸热和放热来控制材料温度不随着外界温度的变化而产生较大的改变。同时，材料的发泡结构使得整体的导热速率大幅下降，起到良好的隔热、保温的效果。此外，PBAT的加入，也使得材料具有部分降解的功能，防止白色污染的泛滥。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明中：高密度聚乙烯的拉伸断裂伸长率≥600％，熔体质量流动速率≤9g/10min(190℃，21.6kg)。
石蜡为微晶石蜡，分子量500-1000。
相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯共聚物或乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或两种混合。
发泡剂为市售的微球发泡剂，其发泡温度为150℃。
抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八醇酯(1076)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少三种。
实施例1
将50份高密度聚乙烯、30份石蜡、20份PBAT、5份相容剂、3份发泡剂、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到最终产品。其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150℃、160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃。产品性能如表1。
实施例2
将60份高密度聚乙烯、25份石蜡、15份PBAT、4份相容剂、4份发泡剂、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到最终产品。其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是155℃、165℃、175℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃。产品性能如表1。
实施例3
将70份高密度聚乙烯、20份石蜡、10份PBAT、3份相容剂、5份发泡剂、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到最终产品。其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是160℃、170℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃、190℃、190℃。产品性能如表1。
表1
测试项目/单位 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3
密度/g/cm<sup>3</sup> ISO 1183 0.511 0.515 0.538
导热系数/W/m·K ISO 22007 0.015 0.021 0.024
1000h堆肥质量损失率/％ -- 18.1 12.1 8.3
对比例1
将80份高密度聚乙烯、20份PBAT、5份相容剂、5份发泡剂、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到最终产品。其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150℃、160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃。产品性能如表2。
对比例2
将50份高密度聚乙烯、30份石蜡、20份PBAT、5份相容剂、3份碳酸氢钠、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到最终产品。其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150℃、160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃。产品性能如表2。
对比例3
将70份高密度聚乙烯、30份石蜡、5份相容剂、5份发泡剂、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到最终产品。其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150℃、160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃、180℃。产品性能如表2。
表2
测试项目/单位 测试标准 实施例1 对比例1 对比例2 对比例3
密度/g/cm<sup>3</sup> ISO 1183 0.511 0.591 0.735 0.501
导热系数/W/m·K ISO 22007 0.015 0.049 0.093 0.020
1000h堆肥质量损失率/％ -- 18.1 14.8 17.2 6.7
从实施例和对比例可以看出，该板材的导热系数与发泡程度和是否添加微晶石蜡有很大关系：添加微晶石蜡的材料，其导热系数较低；而从材料密度上可以看出，市售的发泡微球，其发泡效率要高于较为常用的碳酸氢钠，因此最终产品的导热系数也较低，保温效果较好。添加PBAT组分后，材料的降解性能得到了提高。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种聚乙烯隔热发泡板材，其特征在于，由下述原料组分按重量份制备而成：
高密度聚乙烯 50-70份
石蜡 20-30份
PBAT 10-20份
相容剂 3-5份
发泡剂 3-5份
抗氧剂 0.5份。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯隔热发泡板材，其特征在于，所述高密度聚乙烯的拉伸断裂伸长率≥600%，熔体质量流动速率≤9g/10min(190℃，21.6kg)。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯隔热发泡板材，其特征在于，所述石蜡为微晶石蜡，分子量500-1000。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯隔热发泡板材，其特征在于，所述相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯共聚物或乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种或两种混合。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯隔热发泡板材，其特征在于，所述发泡剂为市售的微球发泡剂，其发泡温度为150℃。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯隔热发泡板材，其特征在于，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（1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八醇酯（1076）、三-(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯（168）、硫代二丙酸双十八醇酯（DSTDP）中的至少三种。
7.如权利要求1所述的聚乙烯隔热发泡板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将50-70份高密度聚乙烯、20-30份石蜡、10-20份PBAT、3-5份相容剂、3-5份发泡剂、0.5份抗氧剂加入到高混机中，低速混合3min，然后将混合均匀的物料加入双螺杆板材挤出机中经混炼、挤出，冷却后得到聚乙烯隔热发泡板材；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150-160℃、160-170℃、170-180℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃。
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