CN115160672A - 一种hdpe与ldpe共混的发泡板材及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种HDPE与LDPE共混的发泡板材及其生产方法，所述发泡板材包括以下重量份的组分制成：HDPE母粒100份、1‑辛烯8‑10份、茂金属催化剂0.01‑0.1份、助剂母粒8‑10份、成核剂0.02‑0.1份、发泡剂0.1‑0.5份；所述助剂母粒是由LDPE和/或LLDPE在低温下与过氧化物、PVDC、DVB、HDDA以及其它助剂共混挤出而成。本发明的发泡板材及其生产方法，得到的发泡板材具有良好的韧性、易加工性、弹性模量高。
Description
技术领域
本发明涉及发泡板材技术领域，具体涉及一种HDPE与LDPE共混的发泡板材及其生产方法。
背景技术
聚乙烯(Polyethylene，PE)是由乙烯聚合而成之聚合物，产品发展至今已有60年左右历史，目前全球聚乙烯产量居五大泛用树脂之首，聚乙烯也在各个工业领域得到了广泛的应用。
聚乙烯可以被分为高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)，而低密度聚乙烯又包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)。在力学性能方面，由于HDPE主链上支链少而短，结晶度高，因此它的拉伸强度、硬度都优于LDPE，抗冲击强度低于LDPE。LDPE耐低温性能好。在化学性能方面，HDPE抗溶剂性能优于LDPE。在透气性能方面，HDPE透气性仅为LDPE的五分之一。LDPE的密度低，硬度较低，弯曲强度较低，但耐冲击强度高。HDPE由于熔体强度较低，发泡性能不及LDPE。
为了实现材料的互补，通常将HDPE与LDPE共混改性。常规的HDPE与LDPE共混材料，普遍存在共混后相容性差、发泡难度大，发泡后弹性不足，并且柔韧性较差，容易开裂，存在较大的缺陷。
发明内容
针对以上问题，本发明提供关于一种HDPE与LDPE共混的发泡板材及其生产方法，得到的发泡板材具有良好的韧性、易加工性、弹性模量高。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：
一种HDPE与LDPE共混的发泡板材，所述发泡板材包括以下重量份的组分制成：HDPE母粒100份、1-辛烯8-10份、茂金属催化剂0.01-0.1份、助剂母粒8-10份、成核剂0.02-0.1份、发泡剂0.1-0.5份；
所述助剂母粒是由LDPE和/或LLDPE在低温下与过氧化物、PVDC、DVB、HDDA以及其它助剂共混挤出而成。
具体的，所述茂金属催化剂是由二环戊二烯基二氯合锆与甲基铝氧组成的催化剂。
具体的，所述其它助剂选自抗老化剂、光稳定剂、热稳定剂、抗静电剂、阻燃剂、抗菌剂、润滑剂中的一种或几种。
具体的，所述过氧化物选自过氧化二叔丁基、过乙酸、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾、过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌、过一硫酸氢钾、过氧化锶中的一种。
具体的，所述成核剂选自苯甲酸钠、二叉苄山梨醇中的一种。
具体的，所述发泡剂选自碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠中的一种。
一种发泡板材的生产方法，包括以下步骤：按照各组分含量称取HDPE母粒、1-辛烯、茂金属催化剂、助剂母粒、成核剂、发泡剂，将各原料共同投入到高速搅拌机中混合均匀，再转移至双螺杆挤出机中，挤出到模具中，固化后得到发泡板材。
具体的，所述双螺杆挤出机内的温度依次设定为一区140～160℃、二区160～180℃、三区180～200℃、四区180～200℃、过滤区170℃、模头区175℃。
具体的，所述发泡板材的发泡倍率不低于1.5倍。
本发明的有益效果是：
本发明的HDPE与LDPE共混的发泡板材及其生产方法，通过HDPE母粒与LDPE和/或LLDPE共混，实现材料的互补，使共混材料具备易加工、易发泡的特性，弹性模量高、耐磨性高、具有电绝缘性、耐寒性较好、化学稳定性好；还加入了少量1-辛烯共混发泡，熔融共混过程中，在茂金属催化剂的催化作用下，部分HDPE、LDPE、LLDPE与1-辛烯聚合生成热塑性弹性体，HDPE、LDPE、LLDPE的结晶部分形成硬段，部分由于1-辛烯的介入破坏了部分聚乙烯的结晶，1-辛烯嵌段与结晶被破坏的聚乙烯链段共同形成了弹性的软段，能够大大提升发泡板材的韧性和弹性。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
发泡板材包括以下组分制成：HDPE母粒10kg、1-辛烯0.8kg、茂金属催化剂0.003kg、助剂母粒0.8kg、苯甲酸钠0.005kg、碳酸钙0.02kg。
其中，助剂母粒包括以下组分制成：LDPE 770g、过氧化二叔丁基10g、PVDC 10g、DVB 6g、HDDA 2g、亚磷酸酯1g、邻羟基二苯甲酮1g。
上述配方中，过氧化二叔丁基作为过氧化物，亚磷酸酯作为抗老化剂，邻羟基二苯甲酮作为光稳定剂，茂金属催化剂是由二环戊二烯基二氯合锆与甲基铝氧按照10:1的质量比组成的催化剂。
此外，上述的PVDC是具备阻隔性高、韧性强以及低温热封、热收缩性和化学稳定性良好等特性的成分，加入到发泡板材中，能够使发泡板材的阻湿、阻氧、防潮、耐酸碱、耐油浸和耐多种化学溶剂等性能得到提升。
助剂母粒的生产过程如下：将770g LDPE、10g过氧化二叔丁基、10g PVDC、6g DVB、2gHDDA、1g亚磷酸酯、1g邻羟基二苯甲酮投入到搅拌装置中混合，再将混合料转移至双螺杆挤出机中，挤出后并裁切后得到助剂母粒。
发泡板材的生产过程如下：将10kg HDPE母粒、0.8kg 1-辛烯、0.003kg茂金属催化剂、0.8kg助剂母粒、0.005kg苯甲酸钠、0.02kg碳酸钙投入到搅拌装置中混合，再将混合料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机内的温度依次设定为一区140℃、二区160℃、三区180℃、四区180℃、过滤区170℃、模头区175℃，挤出到模具中，经过发泡并固化后得到发泡板材，在熔融共混过程中，在茂金属催化剂的催化作用下，部分HDPE、LDPE与1-辛烯聚合生成热塑性弹性体，HDPE、LDPE的结晶部分形成硬段，部分由于1-辛烯的介入破坏了部分聚乙烯的结晶，1-辛烯嵌段与结晶被破坏的聚乙烯链段共同形成了弹性的软段，能够大大提升发泡板材的韧性和弹性。此外，在熔融共混以及模具成型过程中，由于碳酸钙受热逐渐分解并产生气泡，气泡是材料中形成若干气孔，从而得到的发泡板材具有良好的弹性，本实施例的发泡板材的发泡倍率为1.8倍。
对实施例1制备得到的发泡板材进行性能测试，测试结果记录如下表1。
实施例2
发泡板材包括以下组分制成：HDPE母粒10kg、1-辛烯0.8kg、茂金属催化剂0.003kg、助剂母粒0.8kg、苯甲酸钠0.005kg、碳酸钙0.02kg。
其中，助剂母粒包括以下组分制成：LLDPE 770g、过氧化二叔丁基10g、PVDC 10g、DVB 6g、HDDA 2g、亚磷酸酯1g、邻羟基二苯甲酮1g。
上述配方中，茂金属催化剂是由二环戊二烯基二氯合锆与甲基铝氧按照10:1的质量比组成的催化剂。
助剂母粒的生产过程如下：将770g LLDPE、10g过氧化二叔丁基、10g PVDC、6gDVB、2g HDDA、1g亚磷酸酯、1g邻羟基二苯甲酮投入到搅拌装置中混合，再将混合料转移至双螺杆挤出机中，挤出后并裁切后得到助剂母粒。
发泡板材的生产过程如下：将10kg HDPE母粒、0.8kg 1-辛烯、0.003kg茂金属催化剂、0.8kg助剂母粒、0.005kg苯甲酸钠、0.02kg碳酸钙投入到搅拌装置中混合，再将混合料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机内的温度依次设定为一区140℃、二区160℃、三区180℃、四区180℃、过滤区170℃、模头区175℃，挤出到模具中，经过发泡并固化后得到发泡板材，本实施例的发泡板材的发泡倍率为1.55倍。
对实施例2制备得到的发泡板材进行性能测试，测试结果记录如下表1。
实施例3
发泡板材包括以下组分制成：HDPE母粒10kg、1-辛烯0.8kg、茂金属催化剂0.003kg、助剂母粒0.8kg、苯甲酸钠0.005kg、碳酸钙0.02kg。
其中，助剂母粒包括以下组分制成：385g LDPE、385g LLDPE、过氧化二叔丁基10g、PVDC10g、DVB 6g、HDDA 2g、亚磷酸酯1g、邻羟基二苯甲酮1g。
上述配方中，茂金属催化剂是由二环戊二烯基二氯合锆与甲基铝氧按照10:1的质量比组成的催化剂。
助剂母粒的生产过程如下：将385g LDPE、385g LLDPE、10g过氧化二叔丁基、10gPVDC、6g DVB、2g HDDA、1g亚磷酸酯、1g邻羟基二苯甲酮投入到搅拌装置中混合，再将混合料转移至双螺杆挤出机中，挤出后并裁切后得到助剂母粒。
发泡板材的生产过程如下：将10kg HDPE母粒、0.8kg 1-辛烯、0.003kg茂金属催化剂、0.8kg助剂母粒、0.005kg苯甲酸钠、0.02kg碳酸钙投入到搅拌装置中混合，再将混合料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机内的温度依次设定为一区140℃、二区160℃、三区180℃、四区180℃、过滤区170℃、模头区175℃，挤出到模具中，经过发泡并固化后得到发泡板材，本实施例的发泡板材的发泡倍率为1.6倍。
对实施例3制备得到的发泡板材进行性能测试，测试结果记录如下表1。
对比例1
将HDPE母粒10kg、苯甲酸钠0.005kg、碳酸钙0.02kg投入到搅拌装置中混合，再将混合料转移至双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机内的温度依次设定为一区140℃、二区160℃、三区180℃、四区180℃、过滤区170℃、模头区175℃，挤出到模具中，经过发泡并固化后得到HDPE发泡板材，对比例1的HDPE发泡板材的发泡倍率为1.2倍。对HDPE发泡板材进行产品性能测试，测试结果记录如下表1。
表1实施例1-3与对比例1的性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 发泡倍率 | 1.8 | 1.55 | 1.6 | 1.2 |
| 纵向回缩率(110℃) | 1.1％ | 1.04％ | 1.05％ | 0.8％ |
| 断裂伸长率 | 572％ | 531％ | 550％ | 393％ |
| 本体拉伸屈服强度 | 2.14MPa | 2.31MPa | 2.42MPa | 2.01MPa |
| 弯曲强度 | 34.7MPa | 35.2MPa | 37.8MPa | 30.5MPa |
由表1的测试结果可知，经过测试经过本发明的配方和工艺得到的发泡板材，相比普通的HDPE发泡板材，发泡倍率、纵向回缩率、断裂伸长率、本体拉伸屈服强度、弯曲强度均有所提高。
以上所述实施例仅表达了本发明的3种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种HDPE与LDPE共混的发泡板材，其特征在于，所述发泡板材包括以下重量份的组分制成：HDPE母粒100份、1-辛烯8-10份、茂金属催化剂0.01-0.1份、助剂母粒8-10份、成核剂0.02-0.1份、发泡剂0.1-0.5份；
所述助剂母粒是由LDPE和/或LLDPE在低温下与过氧化物、PVDC、DVB、HDDA以及其它助剂共混挤出而成。
2.根据权利要求1所述的一种HDPE与LDPE共混的发泡板材，其特征在于，所述茂金属催化剂是由二环戊二烯基二氯合锆与甲基铝氧组成的催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种HDPE与LDPE共混的发泡板材，其特征在于，所述其它助剂选自抗老化剂、光稳定剂、热稳定剂、抗静电剂、阻燃剂、抗菌剂、润滑剂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种HDPE与LDPE共混的发泡板材，其特征在于，所述过氧化物选自过氧化二叔丁基、过乙酸、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾、过氧化钙、过氧化镁、过氧化锌、过一硫酸氢钾、过氧化锶中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种HDPE与LDPE共混的发泡板材，其特征在于，所述成核剂选自苯甲酸钠、二叉苄山梨醇中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种HDPE与LDPE共混的发泡板材，其特征在于，所述发泡剂选自碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠中的一种。
7.一种如权利要求1～6任一项所述发泡板材的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：按照各组分含量称取HDPE母粒、1-辛烯、茂金属催化剂、助剂母粒、成核剂、发泡剂，将各原料共同投入到高速搅拌机中混合均匀，再转移至双螺杆挤出机中，挤出到模具中，固化后得到发泡板材。
8.根据权利要求7所述的一种发泡板材的生产方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机内的温度依次设定为一区140～160℃、二区160～180℃、三区180～200℃、四区180～200℃、过滤区170℃、模头区175℃。
9.根据权利要求7所述的一种发泡板材的生产方法，其特征在于，所述发泡板材的发泡倍率不低于1.5倍。
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| CN104558780A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-29 | 浙江伟星新型建材股份有限公司 | 一种高密度聚乙烯微孔发泡管材及其制备方法 |
| CN108329597A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-27 | 惠州市峄董塑胶科技有限公司 | 一种pp与pe合金结构发泡板材及其制备方法 |
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