CN1254499C - 抗菌防霉挤出化学交联聚乙烯泡沫塑料 - Google Patents

抗菌防霉挤出化学交联聚乙烯泡沫塑料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚乙烯泡沫塑料，特别是一种挤压的抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料。它的主要重量组成是：聚乙烯和/或乙烯共聚物树脂100份，抗菌防霉添加剂1-5份，交联剂0.5-1.5份，发泡剂2-30份；生产方法是将可发泡的混料通过挤压制成非交联的挤压母片，之后再加热使混料发生交联和发泡。本发明产品具有优良的抗菌防霉性能和很高的抗张强度和断裂伸长率，吸水性很小并具有优异的韧性，因而使泡沫塑料能通过各种普通的加工工艺，包括真空成型和压缩空气成型，就很容易热塑成型成简单的或复杂的形状。该泡沫塑料也可与其本身或与合成树脂、纸张、金属等其它材料进行胶合或热焊。

Description

抗菌防霉挤出化学交联聚乙烯泡沫塑料
所属技术领域
本发明涉及聚乙烯泡沫塑料，特别是一种挤压的抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料，含有可发泡的聚乙烯组合物，以及生产这种抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料的方法。此方法是将可发泡的混料通过挤压制成非交联的挤压母片；可发泡的混料是一种含有抗菌防霉母料、交联剂和发泡剂的树脂混合物，母片做成之后再加热使混料发生交联和发泡。
背景技术
随着人们生活随着人们生活水平的不断提高、健康意识的增强，人们对生活环境的舒适性和卫生条件也越来越重视，创建舒适、洁净、抗菌、防霉、防止疾病传播的生活、学习与工作环境及是人们日益增长的追求。遗憾的是，伴随人们正在为自己营造一个冬暖夏凉的生存环境的同时，也为微生物的繁殖、生长创造了有利的条件。
细菌和霉菌是微生物的两种主要类型，具有种类繁多、分布极广、生命力旺盛等特点，当环境条件为相对湿度大于65％、温度20～30℃、PH值3.0～6.0时，就会迅速吸收材料表面的营养物质而生长，造成材料的霉变和破坏。霉菌生长时形成的菌丝体是导体，可使材料的绝缘性能下降，重量变化，严重时可出现材料剥落现象。霉菌生长时形成的代谢物含有有机酸和毒素，会使制品出现表面发粘、变色、变脆、光洁度降低等现象，还会使长期接触这些霉腐制品的人染上疾病。因此，控制和消灭有害细菌、霉菌的生长和繁殖，保护人类健康，是当今科技领域的主要课题，并日益受到关注。
中国专利CN1294145A公开了有关含有抗菌防霉剂的树脂组合物制造方法，它采用聚烯烃树脂、无机抗菌剂和有机防霉剂制备抗菌防霉母料。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌防霉的挤压交联聚乙烯泡沫塑料。采用CN1294145A中的树脂组合物作为一种抗菌防霉添加剂加入到聚乙烯原料中，通过改变生产工艺参数，制备具有抗菌防霉性能的交联聚乙烯泡沫塑料。除了具有优良的抗菌防霉性能外，本发明的这种交联聚乙烯泡沫塑料还具有很高的抗张强度和断裂伸长率，吸水性很小并具有优异的韧性，因而使泡沫塑料能通过各种普通的加工工艺，包括真空成型和压缩空气成型，就很容易热塑成型成简单的或复杂的形状。该泡沫塑料也可热焊并能与其本身或与合成树脂、纸张、金属等的其它材料进行胶合或层压。
本发明主要重量组成是：
聚乙烯和/或乙烯共聚物树脂       100份
抗菌防霉添加剂                  1-5份
交联剂                          0.5-1.5份
发泡剂                          2-30份
所述的共聚物树脂是低密度的聚乙烯和/或乙烯或可与乙烯共聚的烯属不饱和单体共聚而成；所述的交联剂是是有机过氧化物，包括二异丙苯基过氧化物、二-叔-丁基过氧化物、2，5-二甲基-2，5-二(叔-丁基过氧)己烷、叔-丁基过氧化氢或异丙苯基-叔-丁基过氧化物；所述的发泡剂是偶氮二甲酰胺、二亚硝基戊撑四胺、偶氮二羧酸硼、氢化偶氮二甲酰胺、对-甲苯磺酰胺基脲或三联氨三氮杂苯。
所述的抗菌防霉添加剂是：包括50-85重量份的热塑性树脂；5-15重量份的抗菌剂；5-15重量份的ZnO；5-15重量份的防霉剂；0.2-0.4重量份的偶联剂；0.05-0.2重量份的助剂；1-5重量份的液体石蜡。
本发明抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料的生产方法包括下述步骤：
(1)按计量将共聚物树脂、抗菌防霉母料、交联剂和发泡剂混合均匀，在110℃至130℃温度下挤压，挤压得到的母片；
(2)在分段炉中加热，第一段温度为155-190℃，第二段温度为190℃至210℃，第三段温度为210℃-240℃；
(3)将生成的交联泡沫产品从炉内引出，冷却，引到接收辊收卷。
本发明的抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料是由可发泡的组合物的母片来生产的，此组合物含有低密度的聚乙烯和/或乙烯或可与乙烯共聚的烯属不饱和单体，例如醋酸乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、丙烯酸、辛烯等的共聚物，最好是与醋酸乙烯共聚，因为乙烯/醋酸乙烯共聚物对降低所得泡沫塑料的脆性使之具有高韧性和可模塑性特别有效，尤其是对用聚乙烯与乙烯/醋酸乙烯混合物所制得的泡沫塑料来说更为有效。
通常，可发泡的组合物包括100重量份的树脂状物料，此物料含0-100％，较佳的为20-80％重量的至少是单一的低密度聚乙烯与100-0％，较佳的为80-20％重量的至少是单一的乙烯共聚物(特别是乙烯/醋酸乙烯共聚物)和1-5重量份的抗菌防霉母料，0.5-1.5重量份的交联剂，2-30重量份的发泡剂(以上的重量份数均按每100份重量的树脂状物料计算)。所用低密度聚乙烯的熔融指数为0.4-3，最好是0.5-2。另外，在以上范围内的各种熔融指数的低密度聚乙烯混合物可以单独使用或与共聚物混用。
本发明可发泡的组合物中的乙烯共聚物也应当具有0.5-10，最好为1-5的熔融指数，且乙烯的含量至少应有60％重量。当用乙烯与醋酸乙烯的共聚物时，醋酸乙烯的含量应当为5-40％重量，最好为15-30％重量。
可发泡的组合物中所用的交联剂是有机过氧化物，例如二异丙苯基过氧化物，二-叔-丁基过氧化物，2，5-二甲基-2，5-二(叔-丁基过氧)己烷，叔-丁基过氧化氢，异丙苯基-叔-丁基过氧化物等。在这些交联剂中，必须选择能在低于所用的发泡剂的分解温度时进行热分解的交联剂；也应当明确，交联剂的用量取决于树脂状混合物和发泡剂的所用类型，也取决于发泡剂的用量。一般说来，按每100份重量的树脂计，交联剂的用量是0.5-1.5重量份，最好是用0.6-1.0重量份。二异丙苯基过氧化物是一种比较好的交联剂，它在170℃时的分解半衰期约为1分钟。
本发明用的发泡剂是化学发泡剂，用来控制泡沫的密度，此发泡剂的分解温度应高于树脂的软化点，也高于发泡组合物中交联剂的分解温度。发泡剂的通常用量是2-30份按树脂重量为100份计，最好是5-18份按每100份树脂重量计。适用的化学发泡剂包括偶氮二甲酰胺、二亚硝基戊撑四胺、偶氮二羧酸硼、氢化偶氮二甲酰胺、对-甲苯磺酰胺基脲、三联氨三氮杂苯等等。比较好的化学交联剂是偶氮二甲酰胺，它的分解温度在190℃以上，高于所优选的交联剂的分解温度。
应当注意的是在生成聚乙烯泡沫中一般所使用的那些常用添加剂，例如光屏蔽剂、颜料、填料、阻燃剂、润滑剂、偶联剂等等，应在未交联的可发泡母片形成之前加入到配料组合物中去。
本发明的抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料是用连续的方法生产的。在此方法中，将树脂(即乙烯聚合物)、抗菌防霉母料、交联剂和化学发泡剂配在一起，并在挤出机中使此树脂塑化；塑化所得的混合料从该挤出机挤出，挤出机的温度低于交联剂和发泡剂的分解温度，并在树脂的熔点以上，从而得到一种未交联、未发泡的母片，它一般为连续片状并经一对压辊校正呈均一厚度；此母片在空气中冷却，冷却后的型坏通过一个多段加热炉交联和发泡。在加热炉的第一段，母片加热到第一个温度，如155-190℃，使交联剂活化反应；然后在第二段，母片温度上升到第二个温度，此温度高于第一个温度，以便使交联完全并开始发泡，此温度如190-210℃；最后在加热炉的第三段，将母片加热至第三个温度，它高于第二段温度，以使发泡剂分解，完成树脂的发泡，此温度例如210-240℃。将生成的交联泡沫产品从炉内引出，先用水冷的不锈钢辊筒冷却，再用风冷，然后引到一个接收辊去收卷。
为了方便起见，最好将每一种非树脂的添加剂，即交联剂和发泡剂，在配入挤压机之前先进行预混并进行造粒，料中含有树脂(如聚乙烯和/或乙烯共聚物)和所需量的添加剂。这样的作业可减少挤出机现场的空气污染问题，并保证了挤出机中各种配料的均匀混合。
为了防止由于熔融温度过高而使交联剂和发泡剂活化从而过早地发生交联和发泡，一般采用低温成型工艺，通常挤出机和模头的温度必须控制在130℃以下。
本发明除具有优良的抗菌防霉性能外，还具有很高的抗张强度和断裂伸长率，吸水性很小并具有优异的韧性，因而使泡沫塑料能通过各种普通的加工工艺，包括真空成型和压缩空气成型，就很容易热塑成型成简单的或复杂的形状。该泡沫塑料也可与其本身或与合成树脂、纸张、金属等其它材料进行胶合或热焊。
具体实施方式
实施例1
步骤1先将低密度聚乙烯(MI0.6)和偶氮二甲酰胺按2∶1的比例、低密度聚乙烯(MI0.6)和过氧化二异丙苯按19∶1的比例、低密度聚乙烯(MI0.6)和十溴联苯醚及三氧化二锑按4∶2.5∶1的比例用密炼机和开炼机分别制成发泡剂母料、交联剂母料和阻燃剂母料。密炼和开炼的温度控制在90℃-110℃。
步骤2将低密度聚乙烯(MI0.6)26.56重量份、发泡剂母料48重量份、交联剂母料13重量份、阻燃剂母料9.64重量份、通用黑色母料(通用)0.8重量份、抗菌防霉母料2重量份的粒料，用搅拌机混合均匀。
步骤3在挤出机中将混合料在110℃-125℃的温度下进行挤压，所得到的挤出料压延成片状，此片状料厚度为1.80mm，宽度为370mm。
步骤4将此片状料连续通过一个分成三段的逐渐升温加热的发泡炉(韩国统一工业株式会社生产)进行交联发泡，第一段炉温为168℃，第二段炉温为190℃，第三段炉温为218℃，片材在炉中的传送速度为2.4米/分钟。
步骤5将生成的交联泡沫产品从炉内引出、冷却，引到接收辊收卷。所得产品宽度为1120mm，厚度为5.0-5.5mm，密度为34kg/m3。
产品抗菌防霉性能：对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌：抗菌率＞99％；对黑曲霉、土曲霉等8种混合霉菌：防霉性能为0级。
实施例2
步骤1与实施例1相同
步骤2混合料中所含各种粒料比例改为：低密度聚乙烯24.6重量份，发泡剂母料58重量份，交联剂母料15重量份，黑色色母料0.4重量份，抗菌防霉母料2重量份。混合料中不添加阻燃母料。
步骤3挤出条件与实施例1相同，片状料规格改为：厚度1.2mm，宽度440mm。
步骤4发泡炉第一、第二和第三段温度分别改为164℃、187℃和223℃。片材在炉中的传送速度为4.5米/分钟。
步骤5与实施例1相同，但所得产品宽度为1200mm，厚度为3.0-3.2mm，密度为37kg/m3。
产品抗菌防霉性能：对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌：抗菌率＞99％；对黑曲霉、土曲霉等8种混合霉菌：防霉性能为0级。

Claims (2)

1、一种抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料，其特征在于它的主要重量组成是：
低密度聚乙烯                         100份
过氧化二异丙苯                       0.6-1份
偶氮二甲酰胺                         5-18份
抗菌防霉添加剂                       1-5份。
2、权利要求1所述的抗菌防霉化学交联聚乙烯泡沫塑料的生产方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)按计量将低密度聚乙烯、抗菌防霉添加剂、过氧化二异丙苯和偶氮二甲酰胺混合均匀，在110℃-130℃的温度下挤压，挤压得到母片；
(2)在分段炉中加热，第一段温度为155-190℃，第二段温度为190-210℃，第三段温度为210-240℃；
(3)将生成的交联泡沫产品从炉内引出，冷却，引到接收辊收卷。
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