CN115028915A - 一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚合物发泡材料技术领域,具体涉及一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料及其制备方法;一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,原料至少包含以下组分:聚乙烯树脂,聚丙烯树脂,热塑性弹性体,交联剂,无机粒子,助剂,润滑剂;通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料具有优异的适用温度,且保温隔热效果好;通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料具有良好的力学、防水、耐光耐老化性能;通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料具有良好的表面耐磨型;通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料收缩率小,可以保持良好的发泡材料的形态,具有好的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物发泡材料技术领域,具体涉及一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料及其制备方法。
背景技术
近些年来,发泡材料因其具有低密度、形状可塑性高和制备成本低等优势,成功的在包装、工业制造、公共交通、建筑建材、军工等众多领域得到了广泛的应用,其中应用最广的发泡材料为聚氨酯类、聚苯乙烯类和聚烯烃类发泡材料。但是,随着发泡材料在实际生产生活中的应用越来越多,其中的相应问题也随之反应出来。
聚氨酯发泡材料中容易具有异氰酸酯等化学物质的残留从而影响材料的使用安全、环境,并且不利于材料的回收利用,更容易造成环境的污染;聚苯乙烯发泡材料在使用过程中更易造成氟氯烃等化学物质的污染,且产品极难降解,不符合环保理念;聚烯烃发泡材料因其生物可降解性、环境友好、易于发泡等优点近些年来被广泛的运用,但类似于聚乙烯发泡材料也因其较低的适用温度和苛刻的使用环境,导致其使用质量具有明显的劣势。
因此,研发一种具有优异的适用温度,保温隔热性能,并且能够具有良好的力学、防水、耐光耐老化性能的聚乙烯基发泡材料以拓展聚烯烃发泡材料的适用领域和环境是一项十分有意义的工作。
发明内容
为了解决上面问题本发明提供了一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,原料至少包含以下重量份:聚乙烯树脂50-80份,聚丙烯树脂20-30份,热塑性弹性体10-15份,交联剂1-5份,无机粒子10-15份,助剂10-20份,润滑剂1-5份。
优选地,所述聚乙烯树脂选自LDPE、LLDPE、HDPE中的至少一种。
优选地,所述聚乙烯树脂为LDPE和HDPE的混合物。
优选地,所述LDPE和HDPE的质量比为(7-8):(2-3)。
作为一种优选的方案,所述LDPE和HDPE的质量比为8:2。
优选地,所述HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1000-1300Pa.s。
作为一种优选的方案,所述HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1200Pa.s。
所述HDPE购买厂家为北京燕山石化公司,型号为7600M。
所述LDPE购买厂家为中国石油化工股份有限公司,型号为1800G。
剪切黏度:稳流状态下剪切应力与剪切速率之比,剪切黏度是液体分子内摩擦的量度,也是物体黏流性质的一项具体反映,单位为帕.秒(Pa.S)。
申请人在实验中意外发现,本申请中当LDPE和HDPE的质量比为(7-8):(2-3)范围内且HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1000-1300Pa.s时,能够有效的帮助减少聚乙烯基发泡材料在高温发泡剂通入和高温发泡时,因为分子的热运动的加剧而导致的发泡材料在纵向方向上的过度膨胀和收缩,从而保持良好的发泡材料的形态和力学性能。
优选地,所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性弹性体的质量比为(6-7):(2-2.5):(1.2-1.4)。
作为一种优选的方案,所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性弹性体的质量比为6.5:2:1.3。
申请人在实验中意外发现,所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性聚氨酯弹性体的质量比为(6-7):(2-2.5):(1.2-1.4)时,聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性聚氨酯弹性体三种材料的复配,能够有效的提高发泡材料的结晶度、可塑性和刚性的平衡,特别是聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性聚氨酯弹性体的质量比为6.5:2:1.3时,能够协同无机粒子与助剂,增强的发泡材料的保温隔热性能的同时,改善聚乙烯发泡材料的强度低、韧性差的缺点。
优选地,所述聚丙烯树脂选自等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。
作为一种优选的方案,所述聚丙烯树脂为间规聚丙烯。
所述间规聚丙烯购买厂家为泰国石化,型号为2300NC。
优选地,所述热塑性弹性体选自苯乙烯系热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯热塑性弹性体中的至少一种。
作为一种优选的方案,所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体。
所述热塑性聚氨酯弹性体购买厂家为万华化学集团股份有限公司,型号为WHT-1570。
优选地,所述交联剂选自过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、三烯丙基异氰脲酸酯中的至少一种。
作为一种优选的方案,所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述三烯丙基异氰脲酸酯购买厂家为康迪斯化工(湖北)有限公司,型号为kds24145,质量含量为99%。
优选地,所述无机粒子为二氧化硅、氧化锌、二氧化锑、炭黑、白炭黑等中的至少一种。
优选地,所述无机粒子为二氧化硅和氧化锌中的至少一种。
作为一种优选的方案,所述无机粒子为二氧化硅。
所述二氧化硅购买厂家为赢创德固赛特种化学(上海)有限公司,型号为R972,含量为99.8%。
作为一种优选的方案,所述无机粒子与聚乙烯树脂的质量比为(1.1-1.5):(6-7)。
作为一种更优选的方案,所述无机粒子与聚乙烯树脂的质量比为1.5:6.5。
优选地,所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、石蜡、C14-18脂肪酸单甘油酯中的至少一种。
作为一种优选的方案,所述润滑剂为聚乙烯蜡。
优选地,所述助剂为改性二氧化锡。
所述改性二氧化锡的制备方法,步骤包含以下几步:
(1)称取1份五水四氯化锡,2份尿素和1份聚乙烯吡咯烷酮加入到50份甲醇中搅拌至完全溶解得到溶解液;
(2)将溶解液加入反应釜中,160℃反应12h;
(3)反应完成后进行沉淀干燥并置入550℃马弗炉煅烧1.5小时,升温速率为3-5℃/min,煅烧研磨完成后,得二氧化锡粉体;
(4)取1份二氧化锡粉体加入含有20份琥珀酸酐和10份3-氨丙基三乙氧基硅烷的30份DMF溶液中,60℃加热3h;
(5)反应完成后,过滤干燥,将产物加入含有20份二甲基咪唑和10份硝酸锌的混合100份甲醇溶液当中,100℃加热超声反应4-5h,既得改性二氧化锡。
所述改性二氧化锡的平均粒径为200-500nm。
作为一种优选的方案,所述改性二氧化锡的平均粒径为400nm。
作为一种优选的方案,所述改性二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为(1.5-1.8):(6-7)。
所述通过改性二氧化锡的制备方法得到的改性二氧化锡,在使用时取适量的改性二氧化锡加入材料体系中。
作为一种更优选的方案,所述改性二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为1.6:6.5。
所述二氧化锡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-25495,质量含量为99%。
本发明申请人在实验中发现,通过在聚乙烯基发泡材料中加入改性二氧化锡,有效提高了材料的防水、耐光和隔热效果。本申请人推测为:经过咪唑改性后的二氧化锡能够形成特殊的异质结PN结构,在使用时有效提高了复合结构在可见光下和紫外光下的能量吸收效果,激发了更多的光生载流子的产生,减少了电子空穴的复位现象,且电子能够通过二氧化锡的介孔结构增长其传输路径,形成价带和导带上的氧化性物质的聚集,且咪唑骨架与二氧化锡的配合结合,有效降低了复合粒子的整体表面能,减少了介孔水分的吸附作用,避免了因为常规介孔二氧化锡的加入而导致发泡材料的疏水性下降的问题。进一步的,当改性二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为1.6:6.5时,复合粒子能够有效的在发泡材料的表面充足且均匀分布,帮助发泡成核的同时,还能够有效的增强发泡材料的表面耐磨性。
本发明申请人在实验中意外发现,当改性二氧化锡的平均粒径为400nm时,改性二氧化锡能够在聚乙烯材料中的均匀分散,且能够在帮助成核的同时在材料的发泡过程中通过孔吸附作用,促进气体发泡剂在基材内部的渗透作用。
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.称取所需原料并混合搅拌均匀;然后置入密炼机中进行密炼得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为190-200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.将板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温190-200℃,通入二氧化碳达到8-14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180-200℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
作为一种优选的方案,所述环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.称取聚乙烯树脂、聚丙烯树脂,热塑性弹性体,无机粒子,助剂,润滑剂加入搅拌装置中进行混合搅拌2-5min;然后置入120-150℃密炼机中进行密炼10-15min,再加入交联剂混合0.5-2min得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为190-200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.采用75~90kGy的辐射剂量对板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温190-200℃,通入二氧化碳达到8-14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180-200℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
所述S5中压力釜泄压为将压力释放到大气压,泄压时间为20s,降温至120℃。
有益效果
1.通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料具有优异的适用温度,且保温隔热效果好。
2.通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料具有良好的力学、防水、耐光耐老化性能。
3.通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料具有良好的表面耐磨型。
4.通过本发明方法制备得到的聚乙烯基发泡材料收缩率小,可以保持良好的发泡材料的形态,具有好的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述,并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,原料至少包含以下组分:聚乙烯树脂,聚丙烯树脂,热塑性弹性体,交联剂,无机粒子,助剂,润滑剂。
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.称取聚乙烯树脂、聚丙烯树脂,热塑性弹性体,无机粒子,助剂,润滑剂加入搅拌装置中进行混合搅拌2min;然后置入120℃密炼机中进行密炼10min,再加入交联剂混合0.5min得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.采用75kGy的辐射剂量对板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温至190℃,通入二氧化碳达到14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
所述S5中压力釜泄压为将压力释放到大气压,泄压时间为20s,降温至120℃。
所述聚乙烯树脂为LDPE和HDPE的混合物。
所述LDPE和HDPE的质量比为8:2。
所述HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1200Pa.s。
所述HDPE购买厂家为北京燕山石化公司,型号为7600M。
所述LDPE购买厂家为中国石油化工股份有限公司,型号为1800G。
所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性弹性体的质量比为6.5:2:1.3。
所述聚丙烯树脂为间规聚丙烯。
所述间规聚丙烯购买厂家为泰国石化,型号为2300NC。
所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体。
所述热塑性聚氨酯弹性体购买厂家为万华化学集团股份有限公司,型号为WHT-1570。
所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述三烯丙基异氰脲酸酯购买厂家为康迪斯化工(湖北)有限公司,型号为kds24145,质量含量为99%。
所述润滑剂为聚乙烯蜡。
所述聚乙烯蜡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-32156,质量含量为99%。
所述无机粒子与聚乙烯树脂的质量比为1.5:6.5。
所述无机粒子为二氧化硅。
所述二氧化硅购买厂家为赢创德固赛特种化学(上海)有限公司,型号为R972,含量为99.8%。
所述助剂为改性二氧化锡。
所述改性二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为1.6:6.5。
所述改性二氧化锡的制备方法,步骤包含以下几步:
①称取1份五水四氯化锡,2份尿素和1份聚乙烯吡咯烷酮加入到50份甲醇中搅拌至完全溶解得到溶解液;
②将溶解液加入反应釜中,160℃反应12h;
③反应完成后进行沉淀干燥并置入550℃马弗炉煅烧1.5小时,升温速率为3℃/min,煅烧研磨完成后,得二氧化锡粉体;
④取1份二氧化锡粉体加入含有20份琥珀酸酐和10份3-氨丙基三乙氧基硅烷的30份DMF溶液中,60℃加热3h;
⑤反应完成后,过滤干燥,将产物加入含有20份二甲基咪唑和10份硝酸锌的混合100份甲醇溶液当中,100℃加热超声反应4h,既得改性二氧化锡。
所述二氧化锡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-25495,质量含量为99%。
所述改性二氧化锡的平均粒径为400nm。
所述以上原料添加重量份见表1。
实施例2
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,原料至少包含以下组分:聚乙烯树脂,聚丙烯树脂,热塑性弹性体,交联剂,无机粒子,助剂,润滑剂。
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.称取聚乙烯树脂、聚丙烯树脂,热塑性弹性体,无机粒子,助剂,润滑剂加入搅拌装置中进行混合搅拌2min;然后置入120℃密炼机中进行密炼10min,再加入交联剂混合0.5min得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.采用75kGy的辐射剂量对板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温至190℃,通入二氧化碳达到14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
所述S5中压力釜泄压为将压力释放到大气压,泄压时间为20s,降温至120℃。
所述聚乙烯树脂为LDPE和HDPE的混合物。
所述LDPE和HDPE的质量比为7:3。
所述HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1200Pa.s。
所述HDPE购买厂家为北京燕山石化公司,型号为7600M。
所述LDPE购买厂家为中国石油化工股份有限公司,型号为1800G。
所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性弹性体的质量比为6:2.5:1.2。
所述聚丙烯树脂为间规聚丙烯。
所述间规聚丙烯购买厂家为泰国石化,型号为2300NC。
所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体。
所述热塑性聚氨酯弹性体购买厂家为万华化学集团股份有限公司,型号为WHT-1570。
所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述三烯丙基异氰脲酸酯购买厂家为康迪斯化工(湖北)有限公司,型号为kds24145,质量含量为99%。
所述润滑剂为聚乙烯蜡。
所述聚乙烯蜡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-32156,质量含量为99%。
所述无机粒子与聚乙烯树脂的质量比为1.1:6。
所述无机粒子为二氧化硅。
所述二氧化硅购买厂家为赢创德固赛特种化学(上海)有限公司,型号为R972,含量为99.8%。
所述助剂为改性二氧化锡。
所述改性二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为1.5:6。
所述改性二氧化锡的制备方法,步骤包含以下几步:
①称取1份五水四氯化锡,2份尿素和1份聚乙烯吡咯烷酮加入到50份甲醇中搅拌至完全溶解得到溶解液;
②将溶解液加入反应釜中,160℃反应12h;
③反应完成后进行沉淀干燥并置入550℃马弗炉煅烧1.5小时,升温速率为3℃/min,煅烧研磨完成后,得二氧化锡粉体;
④取1份二氧化锡粉体加入含有20份琥珀酸酐和10份3-氨丙基三乙氧基硅烷的30份DMF溶液中,60℃加热3h;
⑤反应完成后,过滤干燥,将产物加入含有20份二甲基咪唑和10份硝酸锌的混合100份甲醇溶液当中,100℃加热超声反应4h,既得改性二氧化锡。
所述二氧化锡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-25495,质量含量为99%。
所述改性二氧化锡的平均粒径为400nm。
所述以上原料添加重量份见表1。
实施例3
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,原料至少包含以下组分:聚乙烯树脂,聚丙烯树脂,热塑性弹性体,交联剂,无机粒子,助剂,润滑剂。
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.称取聚乙烯树脂、聚丙烯树脂,热塑性弹性体,无机粒子,助剂,润滑剂加入搅拌装置中进行混合搅拌2min;然后置入120℃密炼机中进行密炼10min,再加入交联剂混合0.5min得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.采用75kGy的辐射剂量对板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温至190℃,通入二氧化碳达到14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
所述S5中压力釜泄压为将压力释放到大气压,泄压时间为20s,降温至120℃。
所述聚乙烯树脂为LDPE和HDPE的混合物。
所述LDPE和HDPE的质量比为7.5:2.5。
所述HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1200Pa.s。
所述HDPE购买厂家为北京燕山石化公司,型号为7600M。
所述LDPE购买厂家为中国石油化工股份有限公司,型号为1800G。
所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性弹性体的质量比为7:2.25:1.4。
所述聚丙烯树脂为间规聚丙烯。
所述间规聚丙烯购买厂家为泰国石化,型号为2300NC。
所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体。
所述热塑性聚氨酯弹性体购买厂家为万华化学集团股份有限公司,型号为WHT-1570。
所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述三烯丙基异氰脲酸酯购买厂家为康迪斯化工(湖北)有限公司,型号为kds24145,质量含量为99%。
所述润滑剂为聚乙烯蜡。
所述聚乙烯蜡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-32156,质量含量为99%。
所述无机粒子与聚乙烯树脂的质量比为1.4:7。
所述无机粒子为二氧化硅。
所述二氧化硅购买厂家为赢创德固赛特种化学(上海)有限公司,型号为R972,含量为99.8%。
所述助剂为改性二氧化锡。
所述改性二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为1.8:7。
所述改性二氧化锡的制备方法,步骤包含以下几步:
①称取1份五水四氯化锡,2份尿素和1份聚乙烯吡咯烷酮加入到50份甲醇中搅拌至完全溶解得到溶解液;
②将溶解液加入反应釜中,160℃反应12h;
③反应完成后进行沉淀干燥并置入550℃马弗炉煅烧1.5小时,升温速率为3℃/min,煅烧研磨完成后,得二氧化锡粉体;
④取1份二氧化锡粉体加入含有20份琥珀酸酐和10份3-氨丙基三乙氧基硅烷的30份DMF溶液中,60℃加热3h;
⑤反应完成后,过滤干燥,将产物加入含有20份二甲基咪唑和10份硝酸锌的混合100份甲醇溶液当中,100℃加热超声反应4h,既得改性二氧化锡。
所述二氧化锡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-25495,质量含量为99%。
所述改性二氧化锡的平均粒径为400nm。
所述以上原料添加重量份见表1。
实施例4
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,原料至少包含以下组分:聚乙烯树脂,聚丙烯树脂,热塑性弹性体,交联剂,无机粒子,助剂,润滑剂。
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.称取聚乙烯树脂、聚丙烯树脂,热塑性弹性体,无机粒子,助剂,润滑剂加入搅拌装置中进行混合搅拌2min;然后置入120℃密炼机中进行密炼10min,再加入交联剂混合0.5min得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.采用75kGy的辐射剂量对板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温至190℃,通入二氧化碳达到14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
所述S5中压力釜泄压为将压力释放到大气压,泄压时间为20s,降温至120℃。
所述聚乙烯树脂为LDPE。
所述LDPE购买厂家为中国石油化工股份有限公司,型号为1800G。
所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性弹性体的质量比为5.2:2:1.3。
所述聚丙烯树脂为间规聚丙烯。
所述间规聚丙烯购买厂家为泰国石化,型号为2300NC。
所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体。
所述热塑性聚氨酯弹性体购买厂家为万华化学集团股份有限公司,型号为WHT-1570。
所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述三烯丙基异氰脲酸酯购买厂家为康迪斯化工(湖北)有限公司,型号为kds24145,质量含量为99%。
所述润滑剂为聚乙烯蜡。
所述聚乙烯蜡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-32156,质量含量为99%。
所述无机粒子与聚乙烯树脂的质量比为1.5:5.2。
所述无机粒子为二氧化硅。
所述二氧化硅购买厂家为赢创德固赛特种化学(上海)有限公司,型号为R972,含量为99.8%。
所述助剂为改性二氧化锡。
所述改性二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为1.6:5.2。
所述改性二氧化锡的制备方法,步骤包含以下几步:
①称取1份五水四氯化锡,2份尿素和1份聚乙烯吡咯烷酮加入到50份甲醇中搅拌至完全溶解得到溶解液;
②将溶解液加入反应釜中,160℃反应12h;
③反应完成后进行沉淀干燥并置入550℃马弗炉煅烧1.5小时,升温速率为3℃/min,煅烧研磨完成后,得二氧化锡粉体;
④取1份二氧化锡粉体加入含有20份琥珀酸酐和10份3-氨丙基三乙氧基硅烷的30份DMF溶液中,60℃加热3h;
⑤反应完成后,过滤干燥,将产物加入含有20份二甲基咪唑和10份硝酸锌的混合100份甲醇溶液当中,100℃加热超声反应4h,既得改性二氧化锡。
所述二氧化锡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-25495,质量含量为99%。
所述改性二氧化锡的平均粒径为400nm。
所述以上原料添加重量份见表1。
实施例5
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,原料至少包含以下组分:聚乙烯树脂,聚丙烯树脂,热塑性弹性体,交联剂,无机粒子,助剂,润滑剂。
一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,包括以下步骤:
S1.称取聚乙烯树脂、聚丙烯树脂,热塑性弹性体,无机粒子,助剂,润滑剂加入搅拌装置中进行混合搅拌2min;然后置入120℃密炼机中进行密炼10min,再加入交联剂混合0.5min得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.采用75kGy的辐射剂量对板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温至190℃,通入二氧化碳达到14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
所述S5中压力釜泄压为将压力释放到大气压,泄压时间为20s,降温至120℃。
所述聚乙烯树脂为LDPE和HDPE的混合物。
所述LDPE和HDPE的质量比为8:2。
所述HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1200Pa.s。
所述HDPE购买厂家为北京燕山石化公司,型号为7600M。
所述LDPE购买厂家为中国石油化工股份有限公司,型号为1800G。
所述聚乙烯树脂,聚丙烯树脂和热塑性弹性体的质量比为6.5:2:1.3。
所述聚丙烯树脂选自长支链聚丙烯树脂
所述热塑性弹性体为热塑性聚氨酯弹性体。
所述热塑性聚氨酯弹性体购买厂家为万华化学集团股份有限公司,型号为WHT-1570。
所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
所述三烯丙基异氰脲酸酯购买厂家为康迪斯化工(湖北)有限公司,型号为kds24145,质量含量为99%。
所述润滑剂为聚乙烯蜡。
所述聚乙烯蜡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-32156,质量含量为99%。
所述无机粒子与聚乙烯树脂的质量比为1.5:6.5。
所述无机粒子为二氧化硅。
所述二氧化硅购买厂家为赢创德固赛特种化学(上海)有限公司,型号为R972,含量为99.8%。
所述助剂为二氧化锡。
所述二氧化锡与聚乙烯树脂的质量比为1.6:6.5。
所述二氧化锡购买厂家为山东开普勒生物科技有限公司,型号为kpl-25495,质量含量为99%。
所述以上原料添加重量份见表1。
表1
原料 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
聚乙烯树脂 | 65 | 60 | 70 | 52 | 65 |
聚丙烯树脂 | 20 | 25 | 22.5 | 20 | 20 |
热塑性弹性体 | 13 | 12 | 14 | 13 | 13 |
交联剂 | 2 | 1.5 | 2.5 | 2 | 2 |
无机粒子 | 15 | 11 | 14 | 15 | 15 |
助剂 | 16 | 15 | 18 | 16 | 16 |
润滑剂 | 3.5 | 2.5 | 5 | 3.5 | 3.5 |
性能测试
将实施例1-5制备的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料试样各选取100个试样,进行以下性能测试,测试数据去除最大值和最小值,记录测试数值的平均值,测试数据见表2。
1.拉伸强度
按照GB/T 6344-2008《软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定》进行拉伸强度测试。
2.耐光照性
将实施例1-5制备的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料试样各选取100个,分别放置于环境温度32℃,光照充足的室外进行光照实验,每日光照8小时,持续光照365天,记录试样黄变的情况,每个实施例中小于等于10个试样明显黄变记为A,大于10个小于等于20个试样明显黄变记为B,大于20个试样明显黄变记为C,测得的结果记入表2。
3.水接触角
使用接触角测试仪采用座滴法测试水接触角。
表2
实施例 | 拉伸强度(MPa) | 耐光照性 | 接触角 |
实施例1 | 2.5 | A | 120° |
实施例2 | 2.3 | A | 110° |
实施例3 | 2.4 | A | 115° |
实施例4 | 1.2 | B | 105° |
实施例5 | 0.8 | C | 98° |
Claims (10)
1.一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,原料至少包含以下重量份:聚乙烯树脂50-80份,聚丙烯树脂20-30份,热塑性弹性体10-15份,交联剂1-5份,无机粒子10-15份,助剂10-20份,润滑剂1-5份。
2.如权利要求1所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述聚乙烯树脂选自LDPE、LLDPE、HDPE中的至少一种。
3.如权利要求2所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述聚乙烯树脂为LDPE和HDPE的混合物,质量比为(7-8):(2-3)。
4.如权利要求3所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述LDPE和HDPE的质量比为8:2。
5.如权利要求3所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为1000-1300Pa.s。
6.如权利要求1-5任一项所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述聚丙烯树脂选自等规聚丙烯、间规聚丙烯、无规聚丙烯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述热塑性弹性体选自苯乙烯系热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、聚酯热塑性弹性体中的至少一种。
8.如权利要求1所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述交联剂选自过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧异丙基苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、三烯丙基异氰脲酸酯中的至少一种。
9.如权利要求1所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料,其特征在于,所述助剂为改性二氧化锡。
10.如权利要求1-9任一项所述的环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.称取所需原料并混合搅拌均匀;然后置入密炼机中进行密炼得到混合料;
S2.将混合料加入熔融段温度设置为190-200℃的双螺杆挤出机中进行造粒,烘干后加入成型挤出机,挤出得到板材;
S3.将板材进行辐射交联,板材经网速1m/min进行辐照;
S4.将板材置入压力釜,水浴浸泡,升温190-200℃,通入二氧化碳达到8-14MPa的压力;
S5.对压力釜进行泄压降温处理;
S6.将板材置入180-200℃高温中进行发泡,既得环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料。
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---|---|---|---|
CN202110871384.4A CN115028915A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种环保型保温隔热聚乙烯基发泡材料及其制备方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116102809A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-05-12 | 江苏大毛牛新材料有限公司 | 一种超轻水上用材料及其制备方法 |
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2021
- 2021-07-30 CN CN202110871384.4A patent/CN115028915A/zh not_active Withdrawn
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