CN111635557A - 一种发泡材料添加剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种发泡材料添加剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发泡材料技术领域，尤其涉及一种发泡材料添加剂及其制备方法与应用。所述发泡材料添加剂包括海泡石粉和抗菌剂；所述抗菌剂为极性矿物电气石粉；所述海泡石粉和抗菌剂的质量比为81～93：6～11。本发明所述的发泡材料添加剂能够同时兼顾提升发泡材料的拉伸强度和抗菌性，并使得发泡材料还具有较强的阻燃性；所述的发泡材料添加剂具有良好的相容性和分散性；本发明采用的原料均为天然矿物，节省化工资源，绿色环保。

Description

一种发泡材料添加剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及发泡材料技术领域，尤其涉及一种发泡材料添加剂及其制备方法与应用。
背景技术
发泡材料，也称发泡剂，是指能在物质内部气化产生气泡使之成为多孔物质的发泡的物质；发泡材料具有质轻、防水、减振、隔音等优点。然而，与不发泡的材料相比，发泡材料的绝对强度较低，尤其是拉伸强度；并且，发泡材料中存在空隙，该空隙为微生物繁殖提供场所，导致发泡材料经常出现发霉情况。
由此可见，如何在提升发泡材料的拉伸强度的前提下，进一步使其兼顾抗菌等性能是本领域技术人员亟需解决的技术难题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种发泡材料添加剂；该发泡材料添加剂能够有效增强发泡材料的拉伸强度、以及抗菌性；并且，该发泡材料添加剂还能够增强发泡材料的阻燃性能。
具体而言，所述发泡材料添加剂包括海泡石粉和抗菌剂；所述抗菌剂为极性矿物电气石粉；
所述海泡石粉和抗菌剂的质量比为81～93：6～11。
本发明意外发现，将海泡石粉和极性矿物电气石粉按照上述质量比复配后，所得发泡材料添加剂能够同时兼顾提升发泡材料的拉伸强度和抗菌性，并使得发泡材料还具有较强的阻燃性。
此外，本发明还进一步发现，当所述海泡石粉的粒径为1.5～5μm时，所述发泡材料添加剂的拉伸强度和抗菌性能更好。
在具体的实施方式中，海泡石粉原料的粒径为3～5mm；为了保证海泡石粉粒径范围在1.5～5μm之间，本发明对海泡石粉原料进行水热解离处理。
本发明还对极性矿物电气石粉进行探究，确定了最佳原料组分；具体地，所述极性矿物电气石粉选自铁电气石、镁电气石、铁镁电气石、锂电气石中的一种或几种；并进一步发现，当所述极性矿物电气石粉的粒径为0.5～0.7μm时，效果最佳。
然而，本发明在实际应用中发现，加入由海泡石粉和抗菌剂组成的添加剂后，发泡材料的拉伸强度和抗菌性虽然较现有技术有显著提高，但仍然不符合实际应用的要求；究其原因、发现，发泡材料添加剂的相容性和分散性较差。
本发明进一步发现，向添加剂中混入粘结剂可以克服发泡材料添加剂相容性和分散性较差的问题；具体地，所述发泡材料添加剂还包括粘结剂。
本发明还进一步发现，当所述粘结剂选自长链烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种时，添加剂的相容性和分散性最佳。
作为优选，所述发泡材料添加剂由包括如下重量份的原料组成：
Figure BDA0002544412540000021
作为上述技术方案的优选，所述发泡材料添加剂由包括如下重量份的原料组成：
Figure BDA0002544412540000022
Figure BDA0002544412540000031
作为优选，所述增白剂选自钛白粉、石棉粉、高岭石粉中的一种或几种。
作为优选，所述发泡材料添加剂的粒径为1.5～5μm；当发泡材料添加剂在上述粒径范围内时，能充分均匀分布于发泡材料中并且有效增强发泡材料性能。
本发明同时提供上述发泡材料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将抗菌剂加入8～12倍质量的乙醇溶液中，得分散液；
(2)将海泡石粉加入8～12倍质量的水中，搅拌均匀后加入粘结剂，得海泡石溶液；
(3)将所述分散液加入所述海泡石溶液中，搅拌均匀后过滤，烘干；
(4)向烘干后的混合物中加入增白剂，混合均匀后进行湿法高速球磨。
作为上述技术方案的优选，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将抗菌剂加入10倍质量的95％乙醇溶液中，超声分散3min，得分散液；
(2)将海泡石粉加入10倍质量的水中，搅拌5min后加入粘结剂，继续搅拌10min，得海泡石溶液；
(3)将所述分散液加入所述海泡石溶液中，搅拌30min后过滤，110℃烘干；
(4)向烘干后的混合物中加入增白剂，混合均匀后进行湿法高速球磨；每半小时测试粒度，待混合物粒径在1.5-5μm之间时，停止球磨，110℃烘干，即得发泡材料添加剂。
本发明还提供一种发泡材料，所述发泡材料包含上述发泡材料添加剂。
作为优选，所述发泡材料添加剂占所述发泡材料总质量的1～2％。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的发泡材料添加剂能够同时兼顾提升发泡材料的拉伸强度和抗菌性，并使得发泡材料还具有较强的阻燃性；
(2)本发明所述的发泡材料添加剂具有良好的相容性和分散性；
(3)本发明采用的原料均为天然矿物，节省化工资源，绿色环保。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种发泡材料添加剂，由包括如下重量份的原料组成：
Figure BDA0002544412540000041
本实施例同时提供上述发泡材料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铁电气石、镁电气石加入10倍质量的95％乙醇溶液中，超声分散3min，得分散液；
(2)将海泡石粉加入10倍质量的水中，搅拌5min后加入长链烷基三甲氧基硅烷，继续搅拌10min，得海泡石溶液；
(3)将所述分散液加入所述海泡石溶液中，搅拌30min后过滤，110℃烘干；
(4)向烘干后的混合物中加入钛白粉，混合均匀后进行湿法高速球磨；每半小时测试粒度，待混合物粒径在1.5-5μm之间时，停止球磨，110℃烘干，即得发泡材料添加剂。
实施例2
本实施例提供一种发泡材料添加剂，由包括如下重量份的原料组成：
Figure BDA0002544412540000051
本实施例同时提供上述发泡材料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铁电气石、镁电气石、锂电气石加入10倍质量的95％乙醇溶液中，超声分散3min，得分散液；
(2)将海泡石粉加入10倍质量的水中，搅拌5min后加入乙烯基三甲氧基硅烷，继续搅拌10min，得海泡石溶液；
(3)将所述分散液加入所述海泡石溶液中，搅拌30min后过滤，110℃烘干；
(4)向烘干后的混合物中加入高岭石粉，混合均匀后进行湿法高速球磨；每半小时测试粒度，待混合物粒径在1.5-5μm之间时，停止球磨，110℃烘干，即得发泡材料添加剂。
实施例3
本实施例提供一种发泡材料添加剂，由包括如下重量份的原料组成：
Figure BDA0002544412540000061
本实施例同时提供上述发泡材料添加剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铁电气石、铁镁电气石、锂电气石加入10倍质量的95％乙醇溶液中，超声分散3min，得分散液；
(2)将海泡石粉加入10倍质量的水中，搅拌5min后加入乙烯基三乙基硅烷，继续搅拌10min，得海泡石溶液；
(3)将所述分散液加入所述海泡石溶液中，搅拌30min后过滤，110℃烘干；
(4)向烘干后的混合物中加入石棉粉，混合均匀后进行湿法高速球磨；每半小时测试粒度，待混合物粒径在1.5-5μm之间时，停止球磨，110℃烘干，即得发泡材料添加剂。
试验例1
本试验例针对实施例1～3的发泡材料添加剂的性能进行检测；具体操作如下：
在廊坊固安某PE发泡材料制造企业，在其某型产品生产过程中分别加入实施例1～3的发泡材料添加剂，添加量为发泡材料总质量的1.5％，未添加发泡材料添加剂的产品为对照组。各产品性能检测结果如表1所示；
表1将实施例1～3的发泡材料添加剂加入发泡材料后，所得产品的性能测试
检验项目 实施例1 实施例2 实施例3 对照组
拉伸强度(MPa) 0.311 0.356 0.397 0.285
撕裂强度(kN/m) 2.39 2.47 2.61 2.12
燃烧速度(mm/min) 71 73 67 78
抗菌率(％) 97 92 98 65
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种发泡材料添加剂，其特征在于，包括海泡石粉和抗菌剂；所述抗菌剂为极性矿物电气石粉；
所述海泡石粉和抗菌剂的质量比为81～93：6～11。
2.根据权利要求1所述的发泡材料添加剂，其特征在于，所述海泡石粉的粒径为1.5～5μm；
和/或，所述极性矿物电气石粉选自铁电气石、镁电气石、铁镁电气石、锂电气石中的一种或几种；优选所述极性矿物电气石粉的粒径为0.5～0.7μm。
3.根据权利要求1或2所述的发泡材料添加剂，其特征在于，还包括粘结剂；
优选所述粘结剂选自长链烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的发泡材料添加剂，其特征在于，由包括如下重量份的原料组成：
Figure FDA0002544412530000011
5.根据权利要求4所述的发泡材料添加剂，其特征在于，由包括如下重量份的原料组成：
Figure FDA0002544412530000012
6.根据权利要求5所述的发泡材料添加剂，其特征在于，所述增白剂选自钛白粉、石棉粉、高岭石粉中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的发泡材料添加剂，其特征在于，所述发泡材料添加剂的粒径为1.5～5μm。
8.权利要求1～7任一项所述发泡材料添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将抗菌剂加入8～12倍质量的乙醇溶液中，得分散液；
(2)将海泡石粉加入8～12倍质量的水中，搅拌均匀后加入粘结剂，得海泡石溶液；
(3)将所述分散液加入所述海泡石溶液中，搅拌均匀后过滤，烘干；
(4)向烘干后的混合物中加入增白剂，混合均匀后进行湿法高速球磨。
9.一种发泡材料，其特征在于，包含权利要求1～7任一项所述的发泡材料添加剂。
10.根据权利要求9所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料添加剂占所述发泡材料总质量的1～2％。
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