CN1139127A - 聚烯烃系电子交联发泡体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚烯烃系电子束交联发泡体及其制法。它具有优异的缓冲性、绝热性、吸收冲击性、吸收振动性可适用于汽车内装饰材料、缓冲材料、建筑材料、工业材料、家具和家用电器等用途。该发泡体的主要组成包括,100重量份的聚烯烃基树脂(A)和10-100重量份的共轭二烯聚合物(B),该聚合物(B)的tanδ的峰值在-20-40℃之间。
Description
本发明涉及聚烯烃系交联发泡体。更详细地说,是关于具有优异的缓冲性、绝热性、吸收冲击性、吸收振动性的可适用于汽车内装饰材料、缓冲材料、建筑材料、工业材料、家具和家用电器等用途的聚烯烃系电子束交联发泡体。
近年来,由于聚烯烃系交联发泡体具有优异的轻量性、绝热性、隔音性并且还可以很容易的通过各种加工方法进行成型。因此,被广泛地用于汽车内装配用的缓冲材料或建筑材料、工业材料、生活用品等用途之中。
但是,由于过去的聚烯烃系交联发泡体要通过适时地选定交联度或发泡倍率和厚度并改变耐热性、缓冲性、冲击吸收性后而被使用,而且碍于树脂的结晶性或树脂的构造等的特性,从而不能同时满足高的反弹性,另外也不能期待有振动吸收性:作为一般的倾向是,要使耐热性好就要求交联度高,如要求冲击吸收性就要提高发泡倍率,如要求振动吸收性就得降低结晶性,如异丁橡胶则是这种树脂结构,但是这些,都显示了相反的倾向,并且由于树脂的加工性恶化从而不能同时满足上述各要求。
本发明者们,通过对构成聚烯烃系电子束交联发泡体的树脂进行研究,和对构成树脂组成骨架的聚烯烃系树脂被电子束交联时配合的树脂的电子束交联性或者交联助剂的研究,更进一步通过用动态粘弹性测定得到的tanδ和与提高振动吸收性、树脂加工性的共轭二烯系树脂相混合的研究,结果找到减轻结晶性影响和控制了回弹性的广泛范围交联度下满足缓冲性、冲击吸收性、振动吸收性的聚烯烃系电子束交联发泡体,从而完成了本发明。
本发明的目的在于,通过在聚烯烃系树脂中混合具有特定结构和特定特性的树脂并控制交联状态,从而提供一种在广泛范围的交联度下能满足缓冲性、冲击吸收性、振动吸收性的聚烯烃系电子束交联的发泡体。
本发明的特征在于,其树脂成分由熔点为70~165℃、MFR为0.5~20g/10分钟的聚烯烃系树脂(A)和用动态粘弹性测得的tanδ的峰值为-20~40℃的温度范围内的、数均分子量为30000~300000的共轭=烯系聚合物或其加氢产物(B)构成,并且两者是以(B/(A)+(B)为0.1~0.5的配比配合的,交联度为15~80%、发泡倍率为2~40倍的冲击吸收性为10~50%、振动吸收性(C/Ce)为0.1%以上的,冲击吸收性和振动吸收性都优良的聚烯烃系电子束交联发泡体。
所说的用于本发明的聚烯烃系树脂(A)可以是用已知方法制得的满足其熔点为70~165℃、MFR为0.5~20g/10分钟的,例如乙烯、丙烯、丁烯-1,4-甲基戊烯-1等的烯烃单体的均聚物,或用这些单体得到的无规共聚物和嵌段共聚物,或者是与醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸烷基丙烯酸酯、马来酸酐等的共聚物等的树脂。聚烯烃系树脂(A)的熔点为70~165℃,优选80~155℃。其熔点低于70℃时,由于制板工序的挤压机中的混练区中因剪切发热而引起的发泡剂的分解作用被阻止,所以制品的柔软性,冲击吸收性、振动吸收性方面好,但是由于熔点低制品不硬,并且卷绕、后加工时的操作性变坏,和由于制品有粘连结块等现象使制造方面缺乏稳定性所以不好。另一方面,当熔点超过165℃时,耐热性好,但是如前所述,由于在板制造工序的挤出机中的混练区中因剪切发热而引起的发泡剂的分解作用容易发生,控制气泡构造的发泡体不能得到,所以不好。MFR是0.5~20g/10分钟,优选1.5~10g/10分钟。在MFR为0.5g/10分钟时,由于树脂的熔融后的粘度高,在挤出中为了有合适的粘度就必须提高熔融温度,或者必须在高剪切下进行挤出,但是如前所述将发生发泡剂的分解,因此不能得到控制气泡构造的发泡体所以不好。另一方面,MFR超过20g/10分钟时,在因剪切发热而引起的发泡剂分解方面好,但是由于熔融后的粘性低,如果没有特殊装置(具体的说是急速冷却装置)的片材成型机是不能得到所希望的表面形态和厚的片材,故而不好。
用于本发明的,用动态粘弹性测定而得的tanδ的峰值为-20℃到40℃的温度范围的数均分子量为30,000~300,000的共轭二烯系聚合物或其加氢产物(B)是由芳香族乙烯基单体、异戊二烯、丁二烯构成的共聚物、或其加氢产物。共轭二烯系聚合物或加氢产物中的芳香族乙烯基单体的含量为5~50%,优选10~35%。芳香族乙烯基单体的含量超过50%时,tanδ的峰值的范围移向低温侧,树脂本身变硬,冲击吸收性下降的同时振动吸收性也下降了所以不好,另外,如果不足5%时,tanδ的峰值的范围移向高温一侧,作为橡胶弹性体虽然可使柔软性提高并表现出良好的冲击吸收性,但是在本发明的场合,为制成高发泡倍率的交联系泡体,由于其过度的柔软性,相反使发泡体过度的变形结果使冲击吸收性变差所以不好。作为可用于本发明的芳香族乙烯基单体可以使用苯乙烯系和萘系物,但是苯乙烯系物质的生产性和价格方面都好。本发明的共轭二烯系聚合物中的异戊二烯、丁二烯的配比都可以在5~90%的范围内。另外,
该树脂的加氢产物的加氢率控制在90%以下为好,控制加氢率在90%以下是必要的。优选80%以下,更优选70%以下。如果是用电子束进行交联,当加氢率超过90%时共轭二烯系聚合物的交联性极度的下降,制成发泡体时在交联不足的共轭二烯系聚合物部分产生粗大的气泡,气泡直径的控制变得困难了,结果发泡体的冲击吸收性、振动吸收性均下降所以不好。另外,用动态粘弹性测定得到的tanδ的峰值在-20℃到40℃的温度范围内,最优选-5℃~35℃。在该温度范围以外的条件下冲击吸收性、振动吸收性都差所以不好。共轭二烯系聚合物的数均分子量为30,000~300,000,优选50000~200000是必要的,而且在不满30000时,制成发泡体时的机械强度下降,并显著地变粘,制成发泡体时发生结块所以不好。另一方面,如果超过300000时,树脂的熔融粘度变高,在与聚烯烃系树脂熔融混合时由于粘度差而使分散性恶化,结果不能控制发泡体的气泡所以不好。
用于本发明的共轭二烯系聚合物的制造方法没有特殊的限制,但是特开平5-345833号中公开的方法是其中的一例。
用于本发明的聚烯烃系树脂(A),实际上是由乙烯构成的场合,在制造方法上没有特殊的限制,但是通常以高压聚合法得到的低密度聚乙烯或者通过中低压离子聚合法的乙烯与C4-12的α-烯烃的共聚物的线型聚乙烯、乙烯与醋酸乙烯的共聚物、乙烯与丙烯酸烷基酯的共聚物、或者进而还有马来酸酐进行共聚的三元共聚物等可作为实例举出,但是最好,选定不加二乙烯基苯等反应性交联剂只用电子束照射进行交联的那一些是有必要的。这是因为,混合的共轭二烯系聚合物在骨架内具有双键,虽然通过电子束照射进行交联,但是为要控制适于发泡的交联状态,就要在相同的能量下使各树脂的交联度不产生大幅度的差异。另外,上述的聚乙烯系树脂无论单独使用还是混合使用,只要交联度不产生大的差异就不受任何限制。
用于本发明的乙烯系树脂的熔点为70~135℃,优选80~130℃。熔点不满70℃时,将因耐热性上的问题而限制了其用途所以不好。但超过135℃时,其熔点变高,所以可以在广泛的用途领域里应用,是所希望的,但是在实际上,由于结晶性高的树脂其刚性变高,制成发泡体时其缓冲性变差所以不好。
用于本发明的乙烯系树脂的MFR为0.5~10g/分钟,优选1.0~8g/10分钟。MFR低于0.5g/10分钟时由于树脂的熔融粘度变高所以容易引起因发泡用的片材制造时剪切发热而使发泡剂分解并容易产生粗大的气泡所以是不希望的。另一方面,MFR超过10g/10分钟时,由于熔融粘度变低所以在片材制造上是好的,但是发泡体的延伸率下降,真空成型等加热成型加工时形状的保持力恶化,难以得到良好的成型品,因此不好。
用于本发明的聚烯烃系树脂(A)实际上是由丙烯构成的场合,其制造方法没有特殊的限制,但是通常是用齐格勒型催化剂进行聚合的丙烯均聚物,或是乙烯、或者含4~12个碳原子的α-烯烃占2~35wt%的无规或嵌段共聚合得到的共聚物,其熔点为125~165℃,MFR为0.5~20g/10分钟,共聚合的乙烯、或者碳原子数为4-12的α-烯烃的种类没有特殊的限制,但是乙烯、丁烯、己烯单独使用,或者乙烯-丁烯、乙烯-己烯等并用可作为实例举出,而且在维持发泡体强度方面考虑时,碳原子数越大越好,而且优选三元共聚物。共聚合的乙烯、或者碳原子数为4~12的α-烯烃为2~35wt%,优选3~20wt%,而且低于2wt%时,比聚丙烯单独聚合树脂的熔点下降,只是使耐热性恶化了,而实际上与用聚丙烯单独聚合树脂得到的发泡体相比,冲击吸收特性和振动吸收特性没有多大差别所以不好。
另一方面,超过35wt%时,交联状态的控制和缓冲性、回弹性和耐冲击性的诸方面都好,但是由于熔点下降使耐热性下降所以不好。
树脂的熔点为125~165℃,优选130~155℃,当熔点低于125℃时,因耐热性问题而使用途受到了限制所以是不希望的,当超过165℃时熔点升高,在用途方面能够在广泛的范围应用,就此而言是好的,但是由于发泡用片材制造时剪切发热而容易引起发泡剂的分解并容易产生粗大的气泡所以是不希望的。MFR为0.5~20g/10分钟,优选1.0~10g/10分钟。MFR低于0.5g/10分钟时,由于树脂的熔融粘度变高,因发泡用片材制造时剪切发热而容易引起发泡剂的分解并容易产生粗大气泡所以不好。另一方面,超过20g/10分钟时,由于熔融粘度下降在片材制造方面有利,但是发泡体的延伸率下降,在真空成型等加热成型加工时,形状的保持力恶化,难以得到优良的成型品所以不好。
通常聚丙烯系树脂在用电子束等电离性放射线照射时,在丙烯的叔碳部分发生主链断裂,并使树脂劣化。
但是本发明的场合,为防止该现象有必要相对于100重量份的树脂成分,添加0.5~5重量份的具有2个以上乙烯基性双键的反应性单体,或二聚体。但是该添加量低于0.5重量份时,为要保持发泡剂的分解气体和制成发泡体所必需的交联度只能取决于共轭二烯系聚合物部分,而且如前所述,聚丙烯系树脂部分的交联不充足,实质上不能得到大范围的交联度,因此不好。如果超过5重量份时,由电子束使共轭二烯系聚合物的交联和由电子束使反应性单体的交联之间的差异太大,使单方面的树脂成分的交联优先,结果不能得到均匀的交联,因此不能得到均匀气泡结构的交联发泡体,故而不好。
在本发明中聚烯烃系树脂(A)是由实际上是由乙烯构成的聚乙烯系树脂(a)和实质上由聚丙烯构成的聚丙烯系树脂(b)构成的,使用其配比(a)/(a)+(b)为0.2~0.8的场合,其目的是将柔软性或耐热性,振动吸收性、冲击吸收性设定在任意范围内的场合都是有效的,聚乙烯系树脂(a)和聚丙烯系树脂(b)以上述的范围的树脂为好。该场合,配比(a)/(a)+(b)为0.2~0.8,但是低于0.2时,上述的聚丙烯系树脂的范围,例如可从共聚比等适时选定,所以没有特别规定的必要性。另一方面,超过0.8时,聚乙烯系树脂的范围,例如可从密度,共聚比等适时选定所以无特别规定的必要。
按照本发明的发泡体,是在聚烯烃系树脂(A)中配合用动志粘弹性测定得到的tanδ的峰值为-20℃到40℃的温度范围的数均分子量为30000~500000的共轭二烯系聚合物或其加氢产物(B),其配合比(B)/(A)+(B)为0.1~0.5。当配合比不足0.1时,在耐热和机械物理特性方面好,但是由于结晶性高,所以刚性变高,并且由于变硬所以冲击吸收性、振动吸收性、缓冲性均恶化所以是不希望的。另一方面,超过0.5时其原因不清楚,但是冲击吸收性、振动吸收性等性能没有大幅度提高,却由于非晶性成分的增加而使耐热性,强度等机械物理特性下降了所以不好。
另外,数均分子量为30000~500000,优选的是50000~300000。数均分子量不满30000时,树脂成为粘稠的液态,振动吸收性虽好,但是像本发明那样与聚烯烃系树脂相混合时,树脂成分的熔融粘度下降,难以成型为连续的片状,并且成型物容易发生粘连结块(bloc-kking)所以不好,另一方面超过500000时,树脂的结块现象不存在所以在操作方面是方便的,但是由于树脂的分子量过高,在溶融混练时因剪切发热而使发泡剂分解所以不好。
在本发明的发泡体中的交联度有必要是15~80%,优选25~70%。交联度不足15%时,在柔软性或者延伸性、成型性方面虽好,但是由于交联度不足,在发泡时容易从发泡体表面逸散掉发泡气体,从而不能得到所预定的发泡倍率,并且发泡体表面粗糙,另外,耐热性也下降,所以不好。另一方面,交联度超过80%时,作为共轭二烯系聚合物的橡胶成分的冲击吸收性,振动吸收性,机械的强度,耐热性方面均好,但是由于交联度过多,不能得到任意发泡倍率的制品,尤其是不能得到10倍以上的高发泡倍率的发泡体,实际上由于交联点增加延伸率下降,并且由于成型性恶化所以不能成型为各种形状所以不好。
本发明的发泡倍率为2~40倍,优选5~30倍,而发泡倍率不足2倍时,振动吸收性、机械强度和成型性方面虽好,但是由于是硬的发泡体所以冲击吸收性、缓冲击下降所以不好。另一方面,超过40倍时,柔软性增加,和缓冲性方面好,但是机械强度、成型性下降,对此原因虽然还不清楚,但是振动吸收性下降是不希望的。
本发明的冲击吸收性的回弹率为10~50%,优选15~35%,而回弹率不满10%时,冲击吸收性方面虽好,但发泡体不硬所以在成型品等加工之后,难以保持自身的形状,所以不好,另一方面,超过50%时,加工后的自身形状保持力高和成型性好,但是对于冲击的反抗力增大结果其冲击吸收力下降所以是不希望的。
本发明的振动吸收性(C/Cc)为0.1%以上,而振动吸收性不满0.1%时,制成复合品时,对于复合范围广的材料而言,不能赋予良好的振动吸收性,即制振性所以不好。在这种情况下,振动吸收性与上述冲击吸收性一样,从发泡体的自身形状保持力方面考虑时其上限为1.5%左右。
本发明的发泡体在上述的交联度范围内,其成型性(L/D)为0.4以上,优选0.5~0.9。成型性(L/D)不足0.4时,不能得到复杂形状的制品和成型方法或成型图案受到限制所以不好,另一方面L/D越大,成型方法或成型的图案的自由度越大,但是通常从成型品的形态保持性和缓冲性方面考虑时,其上限为0.9左右。
(i)模塑加工性(L/D)
使用圆筒状的金属模,它的深度(L)/直径(D)之比以0.05的范围变化。使用真空模塑机在160~180℃下对一发泡体或层叠板进行真空模塑。测定上述最大比例值,在此值下该发泡体形成模塑物而没有任何裂损,将此值作为模塑加工性的值。
模塑加工性(L/D)=L/D
除此之外,根据需要还可以加热稳定剂、耐候剂、阻燃剂、阻燃助剂、分散剂、颜料和填充剂,而且作为热稳定剂尽量添加受阻酚系和硫系稳定剂或者考虑到与金属板的复合所以要尽可能添加金属有害防止剂为好。另外,为了进一步提高制振性,相对于100重量份的树脂成分,也可以配合5~30重量份的滑石粉、碳酸钙、云母、碳黑等细粉末。另外,鉴于最近的环境问题的素材的烯烃化的进展中,根据使用的部位有必要添加阻燃剂或阻燃助剂,但是在交联发泡体中,熔点为180~240℃的阻燃剂,使用其中的磷·卤系阻燃剂,或芳香族卤化亚氨系阻燃剂是所希望的。
作为在本发明中可适用的分解型发泡剂有有机系和无机系各种化合物,作为有机系的例子可列举的有偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、P,P′-羟基苯基磺酰肼、三唑系、四唑系的有机盐系,它们可以单独使用或者混合使用,作为无机系化合物可列举的有,碳酸钠、碳酸铵、碳酸氢铵、和叠氮钙等。其中,在偶氮二甲酰胺、N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺的混合物类的情况下,将偶氮二甲酰胺所需添加量的0.5~5%用于N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺中时,发泡温度即使在低温-侧也能得到稳定的发泡体所以可使树脂劣化降至最小限度,所以是优选的。另外,即使用偶氮双四唑·胍盐代替N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺也会得到周样的效果所以是优选的。
在本发明中,发泡体的树脂部分被交联是必要的,但是作为交联方法优选使电离性放射线进行照射的放射线交联法。在化学交联法的场合,已知的是,对树脂成分添加0.5~5重量份的二异丙苯过氧化物、叔-丁基过苯甲酸酯、二叔丁基过氧化物等的过氧化物并进行交联的已知手段。然而,在使用聚丙烯系树脂的场合,其缺点是劣化程度比放射线交联法大的多。
公知的发泡方法都可适用作为本发明的发泡方法,但是模具发泡法、挤出发泡法等限于制造批量制品或是宽度和厚度有限制的制品,而能制造连续片状的纵型热风发泡法、横型热发泡法、横型药液发泡法等则是限于制造连续片状材料的方法。
下面用一个实施方案来说明按照本发明的聚烯烃系电子束交联发泡体的制造方法。
将高压法制得的低密度聚乙烯(密度:0.925g/cm3、熔点:112℃、MFR:4.8g/10分钟)(A)50kg,tanδ的峰值为-3℃、数均分子量为55000、苯乙烯含量为10%的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加氢树脂(B)30kg、作为热稳定剂的Irganox10100.3kg、作为分解型发泡剂的偶氮二甲酰胺6.5kg装入到450升的亨舍尔混合机中,第一次混合,得到组合物。将该混合物导入已加热到发泡剂不分解的温度(130~150℃)下的带排气孔的挤出机中,然后从调节固定口径为3mm的喷丝头挤出到水冷槽中,作为切割丝束从水冷槽中拉出,吹入压缩空气,一面脱水一面导入造粒装置中,制成直径为2mm,长为3mm的颗粒,得到发泡用的片状原料。将该原料导入加热到130~150℃的挤出机中并从调节固定的喷丝头挤出,在辊筒温度为65℃的上光型的片成型机中制成用空气卷入的无气泡的厚度为3.0mm、宽500mm的连续片状并进行卷绕收集。
将电子束照射到该片上,进行适于发泡的交联,即制成发泡体时使交联度成为15~80%那样地用电子束照射并使之交联。将该片材连续地送到加热到比发泡剂的分解温度高30~100℃的温度下的热媒浴上并使其发泡。
如此得到的发泡体是厚度为6.1mm,宽为1300mm,发泡倍率为25倍的表面平滑的发泡体。
本发明,如上所述,在聚烯烃系树脂中配合特定的共轭二烯系聚合物,制成交联发泡体,通过此方法以减少起因于聚烯烃系树脂的结晶性的回弹性,在大范围的交联度下仍能得到保持聚烯烃系树脂的特性的、且缓冲性,冲击吸收性和振动吸收性都好的制品。
关于得到本发明效果的原因是不确定的,但是根据本发明者们的经验,在聚乙烯系树脂中混入橡胶树脂的场合,为要发挥橡胶系树脂的特性,必要的是橡胶系树脂的配合量要以与聚烯烃系树脂等量以上的量进行配合,因而极难保持聚烯烃系树脂的特性,另一方面,使橡胶系成分共聚合的聚乙烯系树脂,例如EVA树脂为少量的成分时会进一步降低结晶性,并可赋予柔软性,但是不能满足冲击吸收性和振动吸收性的要求。可以认为本发明通过配合特定的共轭二烯系聚合物树脂、聚烯烃系树脂,制成交联发泡体的手段在树脂相互之间发生交联,乍一看,由于共轭二烯系聚合物树脂和聚烯烃系树脂成为共聚合了的状态,所以共轭二烯系聚合物树脂的配合量可以少,因而,不能引起聚烯烃系树脂的基本特性的下降,并可以赋予冲击吸收性和振动吸收性。
按照本发明的发泡体,由于回弹性变小、因此冲击吸收能力好,并且振动吸收性也好,所以作为与各种表皮配合的汽车内装材料,可以得到用过去公知材料得不到的具有独特柔软感和冲击吸收性、吸收微妙的振动以及制振动性的内装材料。另外由于可产生振动吸收性可适用于下列各成型领域:与铁板等不燃材料相配合的制振性隔离板、与无机纤维垫配合的不燃性模板用衬里材料等,与金属板粘合并进行折叠板加工的洗涤机等的外板或与塑料板粘合并进行成型加工,将洗涤槽盖等发生振动的部分的振动吸收的制振性复合材料,或橡胶或聚氯乙烯上配合金属粉末的制振片相复合的低频率振动吸收制振性复合材料、发泡体至少在单面上配合粘合剂以除去由于窗等振动的不舒服感的条带,以及与胶合板等的叠层体,与制振性地板材料、金属箔、膜、无机纤维等复合成复合制品。
在本发明中的测试方法、评定基准如下:
1.交联度
在浸渍和搅拌下加热3小时使溶解部分溶解,取出不溶部分用丙酮洗涤,除去1.2.3.4-四氢化萘后,用纯水洗涤并除去丙酮,用120℃的热风干燥除去水份,再自然冷却到室温。测定其重量(W1)g,按下式求出交联度。
交联度=(0.2-W1/0.2)×100(%)
2.发泡倍率
从发泡体上裁下10×10cm、厚度为t1(cm)和重量W2(g)的试样进行测定。用下式算出本发明的发泡倍率。在对发泡倍率的计算时不考虑材料的比重(即比重量作为1计算的)
表观密度=W2/(10×10×t1)(g/cm3)
发泡倍率=1/表观密度
3.熔点
令用差示扫描量热器(パ-キンエルマ社DSCII)测定的熔融吸热曲线最大峰值为熔点。
4.MFR
聚乙烯系树脂是以JISK-6760为基准计算的。
5.tanδ的吸收峰值
测定レオバィブロン(オリエンテツケ社制)DDV-III的粘弹性光谱,并令光谱曲线的峰值温度为tanδ的吸收峰值。
6.冲击吸收性
使用用リュプケ的回弹性测定装置(测定温度25℃)测定的值。
7.振动吸收性
振动吸收性的测定温度为20℃,使用复数弹性系数测定装置,测定只是钢板(1mm厚度、15m×250mm)的临界粘度衰减系数Cc与粘性衰减系数C之此,即衰减系数比c/Cc,然后将相同大小的试样贴在钢板上,在固定压缩率75%(对于包括钢板厚度在内的全试样厚度的固定压缩)下测定悬臂梁式C/Cc,令从将试样贴到钢板上时的值扣除只是钢板的值后的值为振动吸收性。
8.缓冲性
令按照JIS K6767标准测定的压缩硬度为缓中性。并令缓冲性为0.30~1.2kg/cm2的范围为适用性。
下面基于实施例来说明本发明的实施方案。
实例例1
将高压法制得的低密度聚乙烯(熔点:113℃、MFR4.3g/10分钟)的粉末50kg、tanδ的峰值为-3℃、数均分子量为55000、苯乙烯含量为10%的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加氢树脂25kg、作为热稳定剂的Mark AO 30 0.5kg、DSTDP 1.0kg、作为分解型发泡剂的偶氮二甲酰胺8kg装入到内容积为450升的亨含尔混合机中,完成了第一次混合。将该混合物导入到加热到不使发泡剂分解的温度,具体的是130~140℃的带排气孔的挤出机中,并从调节固定的T型模头挤出,并制成通过空气卷入的无气泡的厚度为2.0mm、宽为450mm的连续片状材料后,进行卷绕收集。
在该片状材料上用3.5M(Mrad)的电子束进行照射,并使之交联。将该片材导入到按205→215→220℃的顺序加热的有机硅药液法的发泡装置中并进行发泡,制成连续片状发泡体后进行卷绕收集。
该发泡体已成为交联度为23%,发泡倍率为25倍、厚度为4.2mm,宽为1250mm的制品。
该制品的特性列于表5中。
如表所示,由于是本发明范围内的发泡体所以是冲击吸收性、振动吸收性等的品质均优异的聚烯烃系电子束交联发泡体。
实施例2-5,对比例1-5
使用表1-4所示的成分,制成发泡体,所得发泡体的特性示于表5中。
由此可见,按照实施例中所示的本发明的发泡体,由于是配合使用聚烯烃系树脂和具有特定的动态粘弹性的共轭二烯系聚合物,并制成电子束交联发泡体,所以它是一种在很宽范围的交联度下具有优异冲击吸收性和振动吸收性的聚烯烃系电子束交联发泡体。
另一方面,按照对比例中所示的以往公知的方法或本发明范围以外的方法制得的聚烯烃系电子束交联发泡体,由于树脂和配合剂无适应性,所以所得到的是不能满足冲击吸收性、振动吸收性方面的要求的发泡体。
表1
实施例 | 聚烯烃系树脂(A) | 共轭二烯系聚合物(B) | 配合比 | ||
聚乙烯系树脂(a) | 聚丙烯系树脂(b) | (B)/(A)+(B) | (a)/(a)+(b) | ||
1 | 高压法低密度聚乙烯LDPE密度:0.925g/cm3)熔点:113℃MFR:43g/10分 | 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢树脂苯乙烯含有量:10% 分子量:55000-(加氢率75%)tanδ峰值温度,-3℃ | 0.33 | ||
2 | EVA乙烯-醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯含量:15%熔点:83℃MFR:5g/10分 | 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物树脂苯乙烯含量:10% 分子量:50000tanδ峰值温度:2℃ | 0.20 | ||
3 | R-EPC乙烯4.8%的无规共聚物MFR 1.5g/10分熔点:138℃ | 苯乙烯-共轭二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢树脂(加氢率75%)苯乙烯含有量:10% 分子量:55000tandδ峰值温度:-3℃ | 0.40 | ||
4 | 高压法低密度聚乙烯密度:0.925gd熔点:113℃HFR:4.3/10分 | B-EPC乙烯10%的嵌段共聚物MFR 4.2g/10分熔点:150℃ | 苯乙烯-异戊二烯树脂苯乙烯含量:10% 分子量:170000canδ峰值温度:30℃ | 0.50 | 0.60 |
5 | 乙烯-醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯含有率:75%熔点:83℃HFR:5g/10分 | 乙烯2.3%的无规共聚物MFR 3.5g/10分熔点:145℃ | 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢树脂(加氢率75%)苯乙烯含量:10% 分子量:55000tanδ峰值温度:-3℃ | 0.15 | 0.40 |
表2
实施例 | 发泡剂 | 片材尺寸 | 交联方法 | 发泡方法 | 发泡体厚·宽 |
1 | 偶氮二甲酰胺12重量份 | 厚1.7mm宽430mm | 电子束照射9Mrad | 横型药液 | 4.0mm,1200mm |
2 | 偶氮二甲酰胺6重量份 | 厚1.75mm宽480mm | 电子束照射12Mrad | 横型药液 | 3.5mm,1080mm |
3 | 偶氮二甲酰胺10重量份 | 厚1.50mm宽500 | 电子束照射8Mrad | 纵型热风 | 3.0mm,1280mm |
4 | 偶氮二甲酰胺5重量份二亚硝基五亚基四胺0.5重量份 | 厚1.75mm宽550mm | 电子束照射10.9Mrad | 横型药液 | 3.2mm,1000mm |
5 | 偶氮二甲酸胺8重量份 | 厚1.85mm宽520mm | 电子束照射13Mrad | 纵型热风 | 4.0mm,1150mm |
表3
聚烯烃系树脂(A) | 共轭二烯系聚合物(B) | 配合比 | |||
聚烯烃系树脂(a) | 聚丙烯系树脂(b) | (B)/(A)+(B) | (a)/(a)+(b) | ||
1 | 高压法低密度聚乙烯密度:0.925g/cm3熔点:113℃MFR:4.3g/10分 | 乙烯2.3%无规共聚物MFR 3.5g/10分熔 145℃ | 0.00 | 0.8 | |
2 | 线型低密度聚乙烯密度:0.935r/d熔点:125℃MFR:5g/10分 | 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物树脂苯乙烯含有量:10% 分子量:50000tanδ峰值温度: 2℃ | 0.20 | 1.0 | |
3 | 线型低密度聚乙烯密度:0.935/cm3融点:125℃HFM:5g/10分 | 乙烯-丙烯-二烯-聚合物乙烯含量:10% 分子量:65000tandδ峰值温度:-3℃ | 0.50 | 0 | |
4 | 乙烯2.3%无规共聚合物MFR 3.5g/10分融点:145℃ | 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物树脂苯乙烯含量:10% 分子量:50000tanδ峰值温度:2℃ | 0.50 | 0 | |
5 | 乙烯-醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯含有率:75%熔点:83℃MFR:5g/10分 | 乙烯23%无规共聚物MFR 3.5g/10分熔点:145℃ | 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢树脂(加氢率100%)苯乙烯含量:10% 分子量:55000tandδ峰值温度:-3℃ | 0.15 | 0.10 |
表4
对比例 | 发泡剂 | 片材尺寸 | 交联方法 | 发泡方法 | 发泡体厚·宽 |
1 | 偶氮二甲酰胺12重量份 | 厚1.7mm宽430mm | 电子束照射9Mrad | 横型药液 | 4.0mm,1200mm |
2 | 偶氮二甲酰胺6重量份 | 厚1.75mm宽480mm | 电子束照射12Mrad | 横型药液 | 3.5mm,1080mm |
3 | 偶氮二甲酰胺10重量份 | 厚1.50mm宽500 | 电子束照射8Mrad | 纵型热风 | 3.0mm,1280mm |
4 | 偶氮二甲酰胺5重量份二亚硝基五亚基四胺0.5重量份 | 厚1.75mm宽550mm | 电子束照射10.9Mrad | 横型__液 | 3.2mm,1000mm |
5 | 偶氮二甲酰胺8重量份 | 厚1.85mm宽520mm | 电子束照射13Mrad | 纵型热风 | 4.0mm,1150mm |
表5
对比例1,2不能成为发泡体:由于发泡气体排出,产生空洞,所以不能成为规定的发泡体。
交联度(%) | 发泡倍率(倍) | 冲击吸收性(%) | 振动吸收性(%) | 成形性(L/D) | ||
实施例 | 1 | 30 | 7 | 40 | 0.3 | 0.85 |
2 | 45 | 12 | 38 | 0.15 | 0.76 | |
3 | 55 | 5 | 30 | 0.4 | 0.62 | |
4 | 35 | 7 | 35 | 0.46 | 0.76 | |
5 | 40 | 9 | 24 | 0.39 | 0.68 | |
对比例 | 1 | 55 | 2.5(不发泡) | 78 | 0.44 | 0.42 |
2 | 80 | 3.5(不发泡) | 64 | 0.05 | 0.22 | |
3 | 20 | 4 | 58 | 0.08 | 0.80 | |
4 | 35 | 13 | 78 | 0.08 | 0.65 | |
5 | 33 | 35 | 69 | 0.04 | 0.80 |
Claims (29)
1.一种冲击吸收性10-50%和振动吸收性(C/Cc)0.1%或更高的可吸收冲击和振动的交联发泡体,该发泡体的主要组成包括:
100重量份的聚烯烃基树脂(A)和10-100重量份的共轭二烯聚合物(B),该聚合物(B)通过动态粘弹性测量得到的tan的峰值在-20-40℃之间。
2.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中聚烯烃基树脂(A)包括聚丙烯基树脂。
3.按照权利要求2的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中该聚丙烯基树脂的熔点为125-165℃,MFR(熔体流速)为0.5-20g、10分钟。
4.按照权利要求2的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中该聚丙烯基树脂是丙烯与乙烯的共聚物,乙烯的共聚比率为2-15wt%,或者是丙烯与2-35wt%的具有4-12个碳原子的-烯烃的共聚物。
5.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中聚烯烃基树脂(A)包括熔点为70-135℃和MFR为0.5-10g/10分钟的聚乙烯基树脂。
6.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中聚烯烃基树脂(A)包括聚乙烯基树脂(a)和聚丙烯基树脂(b),并且其重量比(a)/(a)+(b),为0.2-0.8。
7.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中交联度为15-80%,膨胀率为2-40倍。
8.按照权利要求7的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中交联度为25-70%,膨胀率为5-40倍。
9.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中共轭二烯聚合物包括苯乙烯/异戊二烯嵌段共聚物。
10按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中模塑成型性为0.4或更高。
11.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中在120℃下的耐热性为5%或更低。
12.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中共轭二烯聚合物的数均分子量为30,000-500,000。
13.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中所述主要组分还包括0.5-10重量份的交联剂(C)。
14.按照权利要求1的可吸收冲击和振动的交联发泡体,其中交联的发泡体是电子束交联的发泡体。
15.一种交联的发泡体,该发泡体的主要组成包括聚烯烃基树脂和具有通过动态粘弹性测得的tan的峰值在-20℃和40℃之间的共轭二烯聚合物。
16.一种冲击吸收性为10-50%和振动吸收性(C/Cc)为0.1%或更高的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,
(a)混合100重量份的聚烯烃基树脂(A)与10-100重量份的共轭二烯聚合物(B),该共轭二烯聚合物(B),通过动态粘弹性测得的tan的峰值为-20℃-40℃,
(b)使该混合物发泡。
17.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中聚烯烃基树脂(A)包括聚丙烯基树脂。
18.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中聚丙烯基树脂的熔点为125-165℃和MFR为0.5-20g/10分钟。
19.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中聚丙烯基树脂是丙烯与乙烯的共聚物,或是丙烯与2-35wt%的具有4-12个碳原子的烯烃的共聚物。
20.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中聚烯烃基树脂(A)包括具有熔点为70-135℃和MFR为0.5-10g/10分钟的聚乙烯基树脂。
21.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中聚烯烃基树脂(A)包括聚乙烯基树脂(a)和聚丙烯基树脂(b)和其重量比(a)/[(a)+(b)],为0.2-0.8。
22.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中交联度为15-80%和膨胀率为2-40倍。
23.按照权利要求22的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中交联度为25-70和膨胀率为5-40倍。
24.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中共轭二烯聚合物包括苯乙烯、异戊二烯嵌段共聚物。
25.按照权利要求16的可吸收中击和振动的交联发泡体的制造方法,其中模塑加工性为0.4或更高。
26.按照权利要求19的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中在120℃下的耐热性为5%或更小。
27.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中共轭二烯聚合物的数均分子量为30,000-500,000。
28.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中反应混合物还含有0.5-10重量份的交联剂(C)。
29.按照权利要求16的可吸收冲击和振动的交联发泡体的制造方法,其中该交联发泡体是电子束交联发泡体。
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