CN113930001B - 具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料及其制备方法，属于聚乙烯发泡材料领域，其密度为0.05g/cm3～0.18g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为30～70，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料相互粘接后剥离强度为1.5N/mm～2.6N/mm，其气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能，聚乙烯类树脂是指由聚乙烯单体聚合或者由聚乙烯单体和其他单体聚合而获得的树脂。本发明还提供了制备以上聚乙烯发泡材料的方法。本发明材料自身具有热粘接性能，加工工艺性良好，无刺激气味，能较好地与其他材质的面料进行复合。

Description

具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚乙烯发泡材料领域，更具体地，涉及一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯发泡材料由于具有独特的多孔结构和优异的缓冲减震、吸音、隔音、密封、防潮、回弹等性能，被广泛的应用在基础设施、建筑、家居生活等领域。聚乙烯发泡材料在诸多领域应用时，往往需要与其它材料配合使用来达到更加理想的应用效果，这同时带来了聚乙烯发泡材料与其它材料如何配合使用的问题，而解决方案也随应用场景的改变而变化，常见的应用场景包括聚乙烯发泡材料与纺织材料、金属材料、皮革等热复合后进行使用。目前聚乙烯发泡材料仅仅是经表面处理后(电晕、覆膜等方式)与上述材料进行热复合，这样的处理方式虽然可以在上述列举的场景中使用，但是受外界条件的影响较大，例如电晕处理能达到的复合效果(验证复合效果的方法通常是剥离强度的测试)很有限，而且如果聚乙烯发泡材料没有及时使用，而是放置了一段时间后再去热复合，容易失效；覆膜处理方式会带来一些附加工，使成本偏高。
聚乙烯发泡材料由于经过了一系列的加工工艺，以及一些原材料的特殊气味，再加上自身独特的多孔结构，导致一些VOC小分子还残留在发泡材料中，带来了气味问题，严重影响了聚乙烯发泡材料的应用场景，极大的限制了其应用领域。
因此，需要开发一种新型的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料及其制备方法。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料及其制备方法，通过新的成分设计和工艺设计，实现对性能的设计，从而能提供一种无需额外的涂层或者额外粘结层、自身具有热粘接性能的聚乙烯发泡材料，其具有优良的加工工艺性，且气味清淡，不刺激，能较好地与其他材质的面料进行复合。
为实现上述目的，本发明提供了一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其密度为0.05g/cm3～0.18g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为30～70，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料相互粘接后剥离强度为1.5N/mm～2.6N/mm，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能，聚乙烯类树脂是指由聚乙烯单体聚合或者由聚乙烯单体和其他单体聚合而获得的树脂。
进一步的，其包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、10～50份粘合剂、1～15份发泡剂、0.7～15份除味剂、1～20份加工助剂，优选的，包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、18～40份粘合剂、3～5份发泡剂、1.5～3.5份除味剂、2.1～8.5份加工助剂，在测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯类树脂熔融指数MI为1g/10min～5.0g/10min，密度为0.918g/cm3～0.925g/cm3。
进一步的，粘合剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称：EVA)、共聚酰胺(简称：COPA)、非晶态α-烯烃共聚物(简称：APAO)、马来酸酐接枝聚乙烯蜡(简称：MAH-g-PEW)中的一种或多种，其中，EVA的VA(VA即为醋酸乙烯)质量含量为18～50％；测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为30g/10min～110g/10min，熔融范围为95℃～130℃，测试温度为160℃，APAO的熔融粘度为5000mpa.s～100000mpa.s，熔融范围为100℃～120℃。
进一步的，发泡剂为偶氮二甲酰胺(简称：ADC)，粒径D50值为1μm～50μm，发气量为220ml/g～300ml/g，优选的，粒径D50值为14μm～20μm，发气量为220ml/g～240ml/g。
进一步的，除味剂为衣康酸、腐殖酸、活性炭中的一种或多种，其中除味剂粒径D50≤30μm。
进一步的，加工助剂包括的成份和各个成份的质量份数为：0.1～3份抗氧剂、0.1～3份偶联剂、2～8份无机填料，其中，无机填料为滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或多种。
进一步的，粘合剂中，EVA的VA质量含量为28％～48％，测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为30g/10min～40g/10min，熔融范围为115℃～125℃，测试温度为160℃，APAO的熔融粘度为5000mpa.s～100000mpa.s，熔融范围为110～120℃。
进一步的，除味剂粒径D50为7μm～10μm，发泡剂粒径D50值为14μm～20μm，发气量为220ml/g～240ml/g。
进一步的，测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯树脂熔融指数MI为1.8g/10min～2.2g/10min，密度为0.923g/cm3～0.925g/cm3。
按照本发明的第二个方面，还提供一种如上所述的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料的方法，其包括如下步骤：
S1：按照成分设计要求称取原材料，
S2：将聚乙烯类树脂、发泡剂、粘合剂、除味剂和加工助剂在常温下捏合2分钟～20分钟，进行预分散，然后经过熔融混炼后排入到切粒机中进行造粒，得到发泡母粒，
S3：将获得的发泡母粒排入到挤出机中，获得基片，
S4：将基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选0.1MeV～4.0MeV，辐照剂量为3兆拉德～50兆拉德，控制基片的交联度为25％～60％，获得母片，
S5：将母片进行自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料密度轻，硬度适宜，自身从内至外具有均匀的热粘结性能，粘结性能优良，能适应纺织材料、皮革和金属材料的粘接和复合，其气味等级不大于2.5级，其气味较小甚至无气味，其能被广泛使用。
更具体的，本发明的聚乙烯发泡材料成分配方合理，尤其是，选用粘合剂为EVA、COPA、APAO、MAH-g-PEW中的一种或多种，主体均为环保型的热塑性树脂，通过选取不同类型的热塑性树脂，并且控制它们之间不同的用量比例，添加到聚乙烯发泡材料中，采用工艺进行成型后，可以实现随应用场景的变化而变化。譬如选取COPA与MAH-g-PEW，它们之间的配合使用，目的是为了增加与低密度聚乙烯树脂的相容性，更好的进行共混，同时它们的配合使用，使发泡材料对各类纺织品、皮革、棉质材料、海绵、橡胶等具有很好的粘接性；又譬如APAO与MAH-g-PEW配合使用，可以赋予APAO极性，可以大大增加它的粘接性，可以使发泡材料应用在鞋材类、箱包、汽车部件中时具有很好的粘接性。因此，与普通未作任何处理的聚乙烯发泡材料相比，本发明的聚乙烯发泡材料的应用会更加广泛，并且在应用时十分简单方便，只要与应用场景下的材料通过热处理即可，一方面对比普通经过电晕处理的聚乙烯发泡材料，本发明的聚乙烯发泡材料的粘接持久性与粘接强度更优，另一方面，对比表面覆膜的聚乙烯发泡材料(在与其它材料搭配应用时同样也需要热处理)，它会省去覆膜工艺，成本上也会降低。
此外，ADC在不同的温度下有不同的热分解反应历程，主要分解产生的气体为氮气，但也会有少量的氨气产生，氨气是一种刺鼻性气体，在生产制造聚乙烯发泡材料时，如果氨气没有及时挥发掉，而是残留在聚乙烯分子链的间隙中或者时残留在泡孔的间隙中，会严重加重聚乙烯发泡材料的气味等级，本发明选用除味剂为衣康酸、腐殖酸、活性炭中的一种或多种，衣康酸可以有效的除掉氨气，腐植酸是一种两性物质，分子结构中含有多种官能团，亦可除掉氨气，活性炭是一种多孔结构材料，具有很大的比表面积，可以对气体进行吸附，它们之间通过不同比例的添加量，在上述自由发泡阶段，活性炭吸附到氨气后，可以通过衣康酸或腐植酸来进行反应去除，可以很好的降低聚乙烯发泡材料的气味等级。
此外，本发明的制备方法工艺简单，易于推广使用，具有实际的工程应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料的制备方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、10～50份粘合剂、1～15份发泡剂、0.7～15份除味剂、1～20份加工助剂。优选的，包括：100份的聚乙烯类树脂、18～40份粘合剂、3～5份发泡剂、1.5～3.5份除味剂、2.1～8.5份加工助剂，在测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯类树脂熔融指数MI为1g/10min～5.0g/10min，密度为0.918g/cm3～0.925g/cm3。优选的，测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯树脂熔融指数MI为1.8g/10min～2.2g/10min，密度为0.923g/cm3～0.925g/cm3。
其中，粘合剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称：EVA)、共聚酰胺(简称：COPA)、非晶态α-烯烃共聚物(简称：APAO)、马来酸酐接枝聚乙烯蜡(简称：MAH-g-PEW)中的一种或多种，其中，EVA的VA质量含量为18～50％；测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为30g/10min～110g/10min，熔融范围为95℃～130℃，测试温度为160℃，APAO的熔融粘度为5000mpa.s～100000mpa.s，熔融范围为100℃～120℃。优选的，粘合剂中，EVA的VA质量含量为28％～48％，测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为30g/10min～40g/10min，熔融范围为115℃～125℃，测试温度为160℃，APAO的熔融粘度为5000mpa.s～100000mpa.s，熔融范围为110～120℃。
发泡剂为偶氮二甲酰胺(简称：ADC)，粒径D50值为1μm～50μm，发气量为220ml/g～300ml/g，优选的，粒径D50值为14μm～20μm，发气量为220ml/g～240ml/g。除味剂为衣康酸、腐殖酸、活性炭中的一种或多种，其中除味剂粒径D50≤30μm。优选的，除味剂粒径D50为7μm～10μm，发泡剂粒径D50值为14μm～20μm，发气量为220ml/g～240ml/g。加工助剂包括的成份和各个成份的质量份数为：0.1～3份抗氧剂、0.1～3份偶联剂、2～8份无机填料，其中，无机填料为滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或多种。
限定以上的配方和各个配方的属性，比如密度、熔融指数、粒径、发气量、质量份数等等参数，并在以上各个因素的综合作用下，才能获得特有的性能。本发明的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料具有优良的性能，其密度为0.05g/cm3～0.18g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为30～70，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料相互粘接后剥离强度为1.5N/mm～2.6N/mm，平均剥离力为80N～135N，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
图1是本发明实施例提供的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料的制备方法示意图，由图可知，制备以上聚乙烯发泡材料采用如下的方法：
S1：按照成分设计要求称取原材料，
S2：将聚乙烯类树脂、发泡剂、粘合剂、除味剂和加工助剂在常温下捏合2分钟～20分钟，进行预分散，然后经过熔融混炼后排入到切粒机中进行造粒，得到发泡母粒，
S3：将获得的发泡母粒排入到挤出机中，获得基片，
S4：将基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选0.1MeV～4.0MeV，辐照剂量为3兆拉德～50兆拉德，控制基片的交联度为25％～60％，获得母片，
S5：将母片进行自由式发泡，发泡温度180℃～300℃，得到发泡片材。
在实际工程中的制备方法比如为：
(1)称料：按上述重量份数比称取100份低密度聚乙烯树脂、10～50份粘合剂、1～15份发泡剂、0.7～15份除味剂、1～20份加工助剂；
(2)造粒：将低密度聚乙烯树脂、发泡剂、粘合剂、除味剂、加工助剂在常温下捏合2～20分钟，此阶段为预分散阶段，然后经过熔融混炼后排入到水环切粒机中进行造粒，得到发泡母粒；
(3)挤出：将获得的发泡母粒排入到螺杆挤出机中，得到片材，以下用基片来代替；
(4)电子辐照交联：将基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选0.1～4.0MeV，辐照剂量为3～50兆拉德，控制片材交联度为25％～60％，得到交联片材，以下用母片来代替；
(5)自由发泡：将母片进行自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。
需说明的是，造粒阶段，常温下进行捏合一方面是为了将各种原料进行机械共混，增加混合程度，另一方面，经过机械共混后，粘合剂表面会有附着部分除味剂以及加工助剂，有利于防止粘合剂在机械共混过程中由于摩擦产热导致聚团现象的产生。熔融混炼即物理共混方法，在此过程中，由于粘合剂的存在，会使得原料之间的混合分散效果很好，使得发泡母粒具有典型的海-岛结构，这对发泡片材的表观会十分有益。
在实际工程实践中，可以采用水环切粒的方式，主要与粘合剂的存在有关，粒子遇水后会自动缩成球形，并且粒子之间不会粘接在一起。
还需说明的是，因为配方中滑石粉及除味剂的存在，使基片、母片及发泡片材具有低温下(100～130℃)无粘接性，高温下(180～300℃)高粘接性特点，具体关于粘接方面的数值将在实例中展示，这一特性解决掉了粘合剂会产生粘辊现象，导致无法收卷的问题，同时也不会在收卷后使得基片之间、母片之间以及发泡片材之间产生粘合。
下面结合具体的实施例进一步说明本发明的聚乙烯发泡材料。
实施例1
聚乙烯发泡片材1组分及重量配比：
低密度聚乙烯 100份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10份
共聚酰胺 10份
马来酸酐接枝聚乙烯蜡 1份
发泡剂 5份
衣康酸 3份
活性炭 0.5份
抗氧剂 1份
偶联剂 0.3份
滑石粉 10份
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为2.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.923g/cm3,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中VA含量为48％，共聚酰胺的熔融指数为30g/10min(测试条件160℃/2.16KG)，熔融范围为115～120℃，发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为17.5μm,发泡剂的发气量为230ml/g，衣康酸、活性炭粒径D50值为10μm，滑石粉粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材1的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、滑石粉；
S2：将低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、滑石粉在常温下捏合5分钟，然后熔融混炼后排到水环切粒机中进行造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选2.0MeV，辐照剂量为8.3兆拉德，交联度为45％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
本实施例获得的聚乙烯发泡材料的性能如下：
密度0.12g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为45，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料譬如地毯，相互粘接后剥离强度为1.9N/mm，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
实施例2
聚乙烯发泡片材2组分及重量配比：
Figure BDA0003321756670000091
Figure BDA0003321756670000101
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为2.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.923g/cm3,共聚酰胺的熔融指数为50g/10min(测试条件160℃/2.16KG)，熔融范围为120～125℃，发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为25μm,发泡剂的发气量为240ml/g，衣康酸、活性炭粒径D50值为10μm，滑石粉粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材2的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、滑石粉；
S2：将低密度聚乙烯、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、滑石粉在常温下捏合5分钟，然后熔融混炼后排入到水环切粒机中进行造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选2.0MeV，辐照剂量为10兆拉德，交联度为50％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
本实施例获得的聚乙烯发泡材料的性能如下：
密度0.13g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为46，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料譬如地毯，相互粘接后剥离强度为2.42N/mm，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级2级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
实施例3
聚乙烯发泡片材3组分及重量配比：
低密度聚乙烯 100份
非晶态α-烯烃共聚物 15份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 15份
发泡剂 3份
腐植酸 1.5份
活性炭 0.5份
抗氧剂 2份
偶联剂 0.3份
碳酸钙 5份
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.925g/cm3,非晶态α-烯烃共聚物熔融粘度为5000mpa.s(测试温度为160℃)，熔融范围为110～115℃，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中VA含量为28％,发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为14μm,发泡剂的发气量为235ml/g，腐植酸粒径D50值为30μm、活性炭粒径D50值为10μm，碳酸钙粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材3的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、非晶态α-烯烃共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、发泡剂、腐植酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、碳酸钙；
S2:将低密度聚乙烯、非晶态α-烯烃共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、发泡剂、腐植酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、碳酸钙在常温下捏合2分钟，然后熔融混炼后排入到水环切粒机中进行造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选1.0MeV，辐照剂量为6兆拉德，交联度为35％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
本实施例获得的聚乙烯发泡材料的性能如下：
密度0.2g/cm3,其硬度按照邵氏C表示为60，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料譬如地毯，相互粘接后剥离强度为1.85N/mm，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
实施例4
聚乙烯发泡片材4组分及重量配比：
低密度聚乙烯 100份
非晶态α-烯烃共聚物 10份
共聚酰胺 10份
马来酸酐接枝聚乙烯蜡 1份
发泡剂 5份
腐植酸 1.5份
衣康酸 1.5份
活性炭 0.5份
抗氧剂 2份
偶联剂 0.5份
碳酸钙 10份
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.925g/cm3，非晶态α-烯烃共聚物熔融粘度为10000mpa.s(测试温度为160℃)，熔融范围为110～115℃，共聚酰胺的熔融指数为30g/10min(测试条件160℃/2.16KG)，熔融范围为115～120℃，发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为20μm,发泡剂的发气量为240ml/g，腐植酸粒径D50值为30μm、活性炭粒径D50值为10μm，碳酸钙粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材4的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、非晶态α-烯烃共聚物、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、腐植酸、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、碳酸钙；
S2：将低密度聚乙烯、非晶态α-烯烃共聚物、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、腐植酸、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、碳酸钙在常温下捏合10分钟，然后熔融混炼后排入到水环切粒机中进行造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选1.0MeV，辐照剂量为20兆拉德，交联度为55％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
本实施例获得的聚乙烯发泡材料的性能如下：
密度0.11g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为40，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料譬如地毯，相互粘接后剥离强度为2.00N/mm，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级2级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
实施例5
聚乙烯发泡片材5组分及重量配比：
低密度聚乙烯 100份
非晶态α-烯烃共聚物 5份
共聚酰胺 10份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 30份
马来酸酐接枝聚乙烯蜡 1份
发泡剂 3份
衣康酸 1.5份
活性炭 0.5份
抗氧剂 2份
偶联剂 0.5份
滑石粉 15份
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.923g/cm3,非晶态α-烯烃共聚物熔融粘度为5000mpa.s(测试温度为160℃)，熔融范围为110～115℃，共聚酰胺的熔融指数为30g/10min(测试条件160℃/2.16KG)，熔融范围为115～120℃，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的VA含量为33％，发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为16μm,发泡剂的发气量为230ml/g，衣康酸粒径D50值为30μm、活性炭粒径D50值为10μm，滑石粉粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材5的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、非晶态α-烯烃共聚物、共聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、滑石粉；
S2：将低密度聚乙烯、非晶态α-烯烃共聚物、共聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、滑石粉在常温下捏合10分钟，然后熔融混炼后排入到水环切粒机中进行造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选1.0MeV，辐照剂量为10兆拉德，交联度为50％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
本实施例获得的聚乙烯发泡材料的性能如下：
密度0.22g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为63，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料譬如地毯，相互粘接后剥离强度为2.11N/mm，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
实施例6
聚乙烯发泡片材6组分及重量配比：
低密度聚乙烯 100份
共聚酰胺 50份
马来酸酐接枝聚乙烯蜡 4份
发泡剂 3份
衣康酸 1.5份
活性炭 0.5份
抗氧剂 1份
偶联剂 1份
碳酸钙 20份
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为2.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.923g/cm3,共聚酰胺的熔融指数为30g/10min(测试条件160℃/2.16KG)，熔融范围为120～125℃，发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为16μm,发泡剂的发气量为230ml/g，衣康酸、活性炭粒径D50值为10μm，碳酸钙粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材6的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、碳酸钙；
S2：将低密度聚乙烯、共聚酰胺、马来酸酐接枝聚乙烯蜡、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、偶联剂、碳酸钙在常温下捏合5分钟，然后熔融混炼后排入到水环切粒机中进行造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选2.0MeV，辐照剂量为5兆拉德，交联度为45％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
本实施例获得的聚乙烯发泡材料的性能如下：
密度0.19g/cm3,其硬度按照邵氏C表示为65，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料譬如地毯，相互粘接后剥离强度为2.53N/mm，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级2级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
对比例1
聚乙烯发泡片材7组分及重量配比：
低密度聚乙烯 100份
发泡剂 5份
抗氧剂 1份
碳酸钙 10份
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.923g/cm3，发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为20μm,发泡剂的发气量为240ml/g，碳酸钙粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材7的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、发泡剂、抗氧剂、碳酸钙；
S2：将低密度聚乙烯、发泡剂、抗氧剂、碳酸钙在常温下捏合2分钟，然后熔融混炼后排入到单螺杆挤出机中造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选2.0MeV，辐照剂量为10兆拉德，交联度为45％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
对比例2
聚乙烯发泡片材8与聚乙烯发泡片材7中所用配方及制备方法相同，但最后将获得的发泡片材表面进行电晕处理，表面达因值为43。
对比例3
聚乙烯发泡片材9与聚乙烯发泡片材7中所用配方及制备方法相同，但最后将获得的发泡片材表面进行淋膜，表面覆一层EVA薄膜，EVA薄膜厚度0.13mm，EVA中VA含量为18％。
对比例4
聚乙烯发泡片材10的制备方法：
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.923g/cm3，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中VA含量为18％，发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为20μm,发泡剂的发气量为240ml/g，碳酸钙粒径D50值为20μm。
低密度聚乙烯 100份
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 20份
发泡剂 5份
抗氧剂 1份
碳酸钙 10份
聚乙烯发泡片材10的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、发泡剂、抗氧剂、碳酸钙；
S2：将低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、发泡剂、抗氧剂、碳酸钙在常温下捏合5分钟，然后熔融混炼后排入到单螺杆挤出机中造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选2.0MeV，辐照剂量为10兆拉德，交联度为50％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
对比例5
聚乙烯发泡片材11的制备方法：
低密度聚乙烯 100份
发泡剂 5份
衣康酸 1份
活性炭 0.5份
抗氧剂 1份
滑石粉 10份
低密度聚乙烯树脂的熔融指数为1.0g/10min(测试条件190℃/2.16KG)，密度0.923g/cm3,发泡剂为偶氮二甲酰胺(ADC)，粒径D50值为20μm,发泡剂的发气量为240ml/g，衣康酸、活性炭粒径D50值为10μm，滑石粉粒径D50值为20μm。
聚乙烯发泡片材11的制备方法：
S1：按上述重量份数比称取低密度聚乙烯、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、滑石粉；
S2：将低密度聚乙烯、发泡剂、衣康酸、活性炭、抗氧剂、滑石粉在常温下捏合5分钟，然后熔融混炼后排入到单螺杆挤出机中造粒，得到发泡母粒；
S3：将发泡母粒排入双螺杆挤出机中，得到片材；
S4：将上述得到的片材进行辐照交联，辐照交联的电子能量选2.0MeV，辐照剂量为8兆拉德，交联度为45％，得到交联片材；
S5：将上述得到的交联片材进行自由发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
对上述实施例1～6与对比例1～5制备的发泡材料进行气味测试，气味测试参照PV3900方法，其为大众汽车公司内部的检测标准PV3900-2000汽车内部部件气味检验最新版。
对上述实施例1～6与对比例1～5制备的发泡材料分别与地毯(主要成分为尼龙，地毯背面涂铝溶胶)背面、钢片进行热复合，待完全冷却后进行粘接效果测试，测试参照ASTM D3936。
上述气味测试与粘接效果测试数据如下：
Figure BDA0003321756670000191
实例1～6中，制备的聚乙烯发泡片材与地毯及钢片均具有很好的粘接性能，并且在测试过程中均为发泡片材内聚力遭到破坏，即发泡片材之间撕裂；同时，实例1～6中，制备的聚乙烯发泡片材均具有很好的气味等级；其中实例6的粘接性能和气味等级最佳。
实施例7
制备以上聚乙烯发泡材料采用如下的方法：
S1：按照成分设计要求称取原材料，其包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、10份粘合剂、15份发泡剂、0.7份除味剂、5.1份加工助剂，在测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯类树脂熔融指数MI为1g/10min，密度为0.918g/cm3。具体的，粘合剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称：EVA)3份、共聚酰胺(简称：COPA)3份、马来酸酐接枝聚乙烯蜡(简称：MAH-g-PEW)4份，其中，EVA的VA质量含量为18％；测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为30g/10min，熔融范围为95℃。发泡剂为偶氮二甲酰胺(简称：ADC)，粒径D50值为1μm～20μm，发气量为220ml/g。除味剂为衣康酸和腐殖酸，其中除味剂粒径D50≤30μm。加工助剂包括的成份和各个成份的质量份数为：0.1份抗氧剂、3份偶联剂、2份无机填料，其中，无机填料为滑石粉和碳酸钙。
S2：将聚乙烯类树脂、发泡剂、粘合剂、除味剂和加工助剂在常温下捏合2分钟，进行预分散，然后经过熔融混炼后排入到切粒机中进行造粒，得到发泡母粒，
S3：将获得的发泡母粒排入到挤出机中，获得基片，
S4：将基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选0.1MeV，辐照剂量为50兆拉德，控制基片的交联度为25％，获得母片，
S5：将母片进行自由式发泡，发泡温度180℃，得到发泡片材。
本实施例的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料具有优良的性能，其密度为0.05g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为30，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料比如地毯相互粘接后剥离强度为1.5N/mm，平均剥离力为80N，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
实施例8
S1：按照成分设计要求称取原材料，其包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、50份粘合剂、3份发泡剂、15份除味剂、14份加工助剂，在测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯类树脂熔融指数MI为5.0g/10min，密度为0.925g/cm3。具体的，共聚酰胺(简称：COPA)、非晶态α-烯烃共聚物(简称：APAO)、马来酸酐接枝聚乙烯蜡(简称：MAH-g-PEW)中的一种或多种，测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为110g/10min，熔融范围为120℃～130℃，测试温度为160℃，APAO的熔融粘度为80000mpa.s～100000mpa.s，熔融范围为110℃～120℃。发泡剂为偶氮二甲酰胺(简称：ADC)，粒径D50值为40μm～50μm，发气量为280ml/g～300ml/g。除味剂为衣康酸、腐殖酸和活性炭，其中除味剂粒径D50≤30μm。加工助剂包括的成份和各个成份的质量份数为：3份抗氧剂、3份偶联剂、8份无机填料，其中，无机填料为滑石粉和蒙脱土。
S2：将聚乙烯类树脂、发泡剂、粘合剂、除味剂和加工助剂在常温下捏合2分钟～20分钟，进行预分散，然后经过熔融混炼后排入到切粒机中进行造粒，得到发泡母粒，
S3：将获得的发泡母粒排入到挤出机中，获得基片，
S4：将基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选4.0MeV，辐照剂量为50兆拉德，控制基片的交联度为60％，获得母片，
S5：将母片进行自由式发泡，发泡温度300℃，得到发泡片材。
实施例9
S1：按照成分设计要求称取原材料，其包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、30份粘合剂、10份发泡剂、10份除味剂、11份加工助剂，在测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯类树脂熔融指数MI为3.0g/10min，密度为0.905g/cm3。具体的，粘合剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称：EVA)10份、共聚酰胺(简称：COPA)10份、马来酸酐接枝聚乙烯蜡(简称：MAH-g-PEW)10份，其中，EVA的VA质量含量为50％；测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为60g/10min，熔融范围为105℃，测试温度为160℃，APAO的熔融粘度为5000mpa.s～9000mpa.s，熔融范围为100℃～105℃。发泡剂为偶氮二甲酰胺(简称：ADC)，粒径D50值为40μm～48μm，发气量为260ml/g～280ml/g。除味剂为腐殖酸和活性炭，其中除味剂粒径D50≤30μm。加工助剂包括的成份和各个成份的质量份数为：2份抗氧剂、2份偶联剂、7份无机填料，其中，无机填料为滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或多种。
S2：将聚乙烯类树脂、发泡剂、粘合剂、除味剂和加工助剂在常温下捏合2分钟～20分钟，进行预分散，然后经过熔融混炼后排入到切粒机中进行造粒，得到发泡母粒，
S3：将获得的发泡母粒排入到挤出机中，获得基片，
S4：将基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选2.0MeV，辐照剂量为30兆拉德，控制基片的交联度为40％，获得母片，
S5：将母片进行自由式发泡，发泡温度200℃，得到发泡片材。
本实施例的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料具有优良的性能，其密度为0.07g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为50，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料比如地毯相互粘接后剥离强度为2.1N/mm，平均剥离力为115N，将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，其包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、10～50份粘合剂、3～15份发泡剂、0.7～15份除味剂、1～20份加工助剂，
其密度为0.05g/cm3～0.18g/cm3，其硬度按照邵氏C表示为30～70，其自身从内至外具有均匀的热粘结性能，其与外界面料相互粘接后剥离强度为1.5N/mm～2.6N/mm，
将200cm3的该具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料放置在1L气密性容器中，然后将所述容器在80℃温度下加热2小时，气密性容器中分子量在200以下的挥发性物质含量在5ppm以下，气味等级不大于2.5级，
其在100℃～130℃时，自身无粘接性能，在高于180℃时，自身具有粘接性能，
聚乙烯类树脂是指由聚乙烯单体聚合或者由聚乙烯单体和其他单体聚合而获得的树脂。
2.如权利要求1所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，其包括的原料以及各个原料的质量份数分别为：100份的聚乙烯类树脂、18～40份粘合剂、3～5份发泡剂、1.5～3.5份除味剂、2.1～8.5份加工助剂，在测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯类树脂熔融指数MI为1g/10min～5.0g/10min，密度为0.918g/cm3～0.925g/cm3。
3.如权利要求2所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，粘合剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、共聚酰胺、非晶态α-烯烃共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯蜡中的一种或多种，其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的醋酸乙烯质量含量为18～50％；测试条件160℃/2.16KG，共聚酰胺熔融指数为30g/10min～110g/10min，熔融范围为95℃～130℃，测试温度为160℃，非晶态α-烯烃共聚物的熔融粘度为5000mpa.s～100000mpa.s，熔融范围为100℃～120℃。
4.如权利要求3所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，发泡剂为偶氮二甲酰胺，粒径D50值为1μm～50μm，发气量为220ml/g～300ml/g。
5.如权利要求4所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，发泡剂粒径D50值为14μm～20μm，发气量为220ml/g～240ml/g。
6.如权利要求5所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，除味剂为衣康酸、腐殖酸、活性炭中的一种或多种，其中除味剂粒径D50≤30μm。
7.如权利要求6所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，加工助剂包括的成份和各个成份的质量份数为：0.1～3份抗氧剂、0.1～3份偶联剂、2～8份无机填料，其中，无机填料为滑石粉、碳酸钙、蒙脱土中的一种或多种。
8.如权利要求7所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，粘合剂中，EVA的VA质量含量为28％～48％，测试条件160℃/2.16KG，COPA熔融指数为30g/10min～40g/10min，熔融范围为115℃～125℃，测试温度为160℃，APAO的熔融粘度为5000mpa.s～100000mpa.s，熔融范围为110～120℃。
9.如权利要求8所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，除味剂粒径D50为7μm～10μm。
10.如权利要求9所述的一种具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料，其特征在于，测试条件190℃/2.16KG下，聚乙烯树脂熔融指数MI为1.8g/10min～2.2g/10min，密度为0.923g/cm3～0.925g/cm3。
11.制备如权利要求1-10任一所述的具有热粘接性能的低气味聚乙烯发泡材料的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：按照成分设计要求称取原材料，
S2：将聚乙烯类树脂、发泡剂、粘合剂、除味剂和加工助剂在常温下捏合2分钟～20分钟，进行预分散，然后经过熔融混炼后排入到切粒机中进行造粒，得到发泡母粒，
S3：将获得的发泡母粒排入到挤出机中，获得基片，
S4：将基片进行电子辐照交联，辐照交联的电子能量选0.1MeV～4.0MeV，辐照剂量为3兆拉德～50兆拉德，控制基片的交联度为25％～60％，获得母片，
S5：将母片进行自由式发泡，发泡温度180～300℃，得到发泡片材。
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