本发明涉及一种非化学交联聚乙烯发泡片及其制备方法。
背景技术：
：聚乙烯(PE)作为石油化工领域的大宗产品，具有来源广泛，成本低廉，应用广泛的特点。使用聚乙烯(PE)和发泡剂生产的聚乙烯发泡片是非交联闭孔结构产品，又称EPE珍珠棉,是一种新型环保的包装材料。它由低密度聚乙烯与低沸点发泡剂及成核剂经塑料挤出机物理发泡产生无数的独立闭孔气泡构成。产品具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能。是传统防震包装材料的理想代替品。特别符合塑料产品减量化的国家产业政策。广泛应用于汽车坐垫、抱枕、电子电器、仪器仪表、电脑、音响、医疗器械、工控机箱、五金灯饰、工艺品、玻璃、陶瓷、家电、喷涂、家俱家私、酒类及树脂等高档易碎礼品包装、五金制品、玩具、瓜果、皮鞋的内包装、日用品等多种产品的包装，以及快递包装。由于目前被称为珍珠棉的聚乙烯发泡片普遍存在断裂拉伸强度、断裂伸长率等性能较差。而有些聚乙烯发泡片是利用聚乙烯经过化学交联来发泡,虽然提高了材料的物理机械性能、耐老化性能、耐热性能和韧性,但是它的边角料及使用后遗弃料不能回收再利用，不符合回收再利用的国家产业政策。技术实现要素：为了克服现有技术中聚乙烯发泡片断裂拉伸强度、断裂伸长率等性能较差的不足,本发明提供了一种以含有微孔无机材料为成核剂的非化学交联聚乙烯发泡片及其制备方法，引入接枝引发剂、接枝抑制剂与多官能团单体，为非交联产品，它的边角料及使用后遗弃料能回收再利用，符合回收再利用 的国家产业政策。另外，优选实施例中，非化学交联聚乙烯发泡片还含有微孔的特殊无机材料――晶须。例如：碳酸钙晶须、硫酸钙晶须和碳化硅晶须能使聚乙烯发泡片既增强而又增韧，所得聚乙烯发泡片的断裂拉伸强度及断裂伸长率等性能均有显著提高。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：根据本发明的第一方面，本发明提供一种非化学交联聚乙烯发泡片，由以下重量百分比的成分组成：聚乙烯树脂50～75％、含有微孔无机材料10～30％、助发泡抗收缩剂2～7％、发泡剂5～15％、接枝引发剂0.05～0.5％、接枝抑制剂0.05～1.5％及多官能团单体0.5～5％。优选地，含有微孔无机材料为滑石粉、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须和碳化硅晶须的其中一种或两种协同选用。优选地，接枝引发剂选自过氧化二异丙苯及氧化锌混合物、过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化氢二异丙苯和双叔丁基过氧化二异丙苯中的至少一种。优选地，接枝抑制剂选自秋兰姆硫化物、双酚单丙烯酸酯类化合物、单烯基类丙烯酸酯和苯乙烯单体中的至少一种。优选地，多官能团单体选自三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸TMPTMA、三烯丙基异氰脲酸酯TAIC、二乙烯基苯DVB、二甲基丙烯酸乙二酯EGDM和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA中的至少一种。优选地，助发泡抗收缩剂为单硬脂酸甘油脂、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、EVA蜡的其中一种或两种协同选用；发泡剂为丁烷、二甲醚的一种或两种协同选用。优选地，由以下重量百分比的成分组成：聚乙烯树脂60～68％、含有微孔无机材料15～25％、助发泡抗收缩剂3～6％、发泡剂8～12％。接枝引发剂0.1～0.3％、接枝抑制剂0.1～1.2％及多官能团单体1～3％。优选地，由以下重量百分比的成分组成：聚乙烯树脂64％、含有微孔无机材料20％、助发泡抗收缩剂4％、发泡剂10％、接枝引发剂0.2％、接枝抑制剂0.2％、多官能团单体2％。根据本发明的第二方面，本发明提供一种非化学交联聚乙烯发泡片制备 方法，包括按顺序进行的以下步骤：步骤⑴：将一定比例的聚乙烯、含有微孔无机材料和助发泡抗收缩剂在混合器中常温下共混15～30分钟；步骤⑵：将步骤⑴得到的共混物用双螺杆挤出机在140～160℃下挤出、切粒得到粒料为功能母料；步骤⑶：将步骤⑵得到的功能母料、接枝引发剂、接枝抑制剂与多官能团单体按一定比例与聚乙烯原料在混合器中共混15～30分钟；步骤⑷：将步骤⑶得到的共混物用附有发泡剂注入泵和发泡剂注入口的单台螺杆挤出机或两台串联的挤出机组中进行挤出操作，将步骤⑶得到的共混物加入挤出机加热至140～160℃，另将发泡剂用注入泵从挤出机发泡剂注入口注入，挤出得到聚乙烯发泡片。优选地，非化学交联聚乙烯发泡片制备方法，包括按顺序进行的以下步骤：步骤⑴：将一定比例的聚乙烯、含有微孔无机材料、助发泡抗收缩剂在混合器中常温下共混20分钟；步骤⑵：将步骤⑴得到的共混物用双螺杆挤出机在150℃下挤出、切粒得到粒料为功能母料；步骤⑶：将步骤⑵得到的功能母料、接枝引发剂、接枝抑制剂与多官能团单体按一定比例与聚乙烯原料在混合器中共混25分钟；步骤⑷：将步骤⑶得到的共混物用附有发泡剂注入泵和发泡剂注入口的单台螺杆挤出机或两台串联的挤出机中进行挤出操作，将步骤⑶得到的共混物加入挤出机加热至150℃，另将发泡剂用注入泵从挤出机发泡剂注入口注入，挤出得到聚乙烯发泡片。本发明的创新效果：本发明引入一种含有微孔的特殊无机材料――晶须。例如：碳酸钙晶须、硫酸钙晶须和碳化硅晶须，它能使聚乙烯发泡片既增强而又增韧。它的边角料及使用后遗弃料能回收再利用，符合回收再利用的国家产业政策。本发明充分结合了组分材料性能与生产工艺创新的特点，通过本发明所述一种以含有微孔无机材料为成核剂的非化学交联聚乙烯发泡片的 制备方法生产出的聚乙烯发泡片性能相比普通聚乙烯发泡片有显著提高，同时引入接枝引发剂、接枝抑制剂与多官能团单体，使得产品的材料断裂拉伸强度、断裂伸长率等性能有明显提高，且所得聚乙烯发泡片泡孔细密均匀。具体实施方式下面对本发明的优选实施例进行详细说明。本发明提供一种非化学交联聚乙烯发泡片，由以下重量百分比的成分组成：聚乙烯树脂50～75％、含有微孔无机材料10～30％、助发泡抗收缩剂2～7％、发泡剂5～15％、接枝引发剂0.05～0.5％、接枝抑制剂0.05～1.5％及多官能团单体0.5～5％。本发明实施例还提供一种选优原则：提供一种以含有微孔无机材料为成核剂的非化学交联聚乙烯发泡片重量百分比的组分优选范围：聚乙烯树脂60～68％、含有微孔无机材料15～25％、助发泡抗收缩剂3～6％、发泡剂8～12％、接枝引发剂0.1～0.3％、接枝抑制剂0.1～1.2％、多官能团单体1～3％。提供一种以含有微孔无机材料为成核剂的非化学交联聚乙烯发泡片重量百分比的组分最优中间值：聚乙烯树脂64％、含有微孔无机材料20％、助发泡抗收缩剂4％、发泡剂10％、接枝引发剂0.2％、接枝抑制剂0.2％、多官能团单体2％。上述非化学交联聚乙烯发泡片的制备方法为：包括按顺序进行的以下步骤：步骤⑴：将一定比例的聚乙烯、含有微孔无机材料和助发泡抗收缩剂在混合器中常温下共混15～30分钟；步骤⑵：将步骤⑴得到的共混物用双螺杆挤出机在140～160℃下挤出、切粒得到粒料为功能母料；步骤⑶：将步骤⑵得到的功能母料、接枝引发剂、接枝抑制剂与多官能团单体按一定比例与聚乙烯原料在混合器中共混15～30分钟；步骤⑷：将步骤⑶得到的共混物用附有发泡剂注入泵和发泡剂注入口的单台螺杆挤出机或两台串联的挤出机组中进行挤出操作，将步骤⑶得到的共混物加入挤出机加热至140～160℃，另将发泡剂用注入泵从挤出机发泡剂注入口注入，挤出得到聚乙烯发泡片。优选原则的制备方法为：包括按顺序进行的以下步骤：步骤⑴：将一定比例的聚乙烯、含有微孔无机材料、助发泡抗收缩剂在混合器中常温下共混20分钟；步骤⑵：将步骤⑴得到的共混物用双螺杆挤出机在150℃下挤出、切粒得到粒料为功能母料；步骤⑶：将步骤⑵得到的功能母料、接枝引发剂、接枝抑制剂与多官能团单体按一定比例与聚乙烯原料在混合器中共混25分钟；步骤⑷：将步骤⑶得到的共混物用附有发泡剂注入泵和发泡剂注入口的单台螺杆挤出机或两台串联的挤出机中进行挤出操作，将步骤⑶得到的共混物加入挤出机加热至150℃，另将发泡剂用注入泵从挤出机发泡剂注入口注入，挤出得到聚乙烯发泡片。实施例1本发明实施例1提供一种以含有微孔无机材料为成核剂的非化学交联聚乙烯发泡片，由以下重量百分比的成分组成：聚乙烯树脂64％、含有微孔无机材料20％、助发泡抗收缩剂4％、发泡剂10％、接枝引发剂0.2％、接枝抑制剂0.2％、多官能团单体2％。其中，所述聚乙烯树脂的熔融指数为毎10分钟1.5克。熔融指数检测标准为ASTMD1238。所述含有微孔无机材料为滑石粉、碳酸钙晶须的一种或两种协同选用。所述助发泡抗收缩剂为单硬脂酸甘油脂、EVA蜡的其中一种或两种协同选用。所述发泡剂为丁烷、二甲醚的一种或两种协同选用。所述接枝引发剂选自过氧化二异丙苯及氧化锌混合物和过氧化苯甲酰(BPO)的其中一种。所述接枝抑制剂选自秋兰姆硫化物和双酚单丙烯酸酯类化合物的其中一种。所述多官能团单体选自三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸TMPTMA和三烯丙基异氰脲酸酯TAIC的其中一种。上述一种以含有微孔无机材料为成核剂的非化学交联聚乙烯发泡片的制备方法，包括按顺序进行的以下步骤：步骤⑴：将一定比例的聚乙烯、含有微孔无机材料、助发泡抗收缩剂在混合器中常温下共混20分钟；步骤⑵：将步骤⑴得到的共混物用双螺杆挤出机在150℃下挤出、切粒得到粒料为功能母料；步骤⑶：将步骤⑵得到的功能母料、接枝引发剂、接枝抑制剂与多官能团单体按一定比例与聚乙烯原料在混合器中共混20分钟；步骤⑷：将步骤⑶得到的共混物用附有发泡剂注入泵和发泡剂注入口的单台螺杆挤出机或两台串联的挤出机组中进行挤出操作，将步骤⑶得到的共混物加入挤出机加热至150℃，另将发泡剂用注入泵从挤出机发泡剂注入口注入，挤出得到聚乙烯发泡片。实施例2除含有微孔无机材料为15％、聚乙烯树脂含量为68％、发泡剂8％外，其它与实施例1相同。实施例3除含有微孔无机材料为25％、聚乙烯树脂含量为58％、发泡剂12％外，其它与实施例1相同。实施例1～3聚乙烯发泡片性能表聚乙烯发泡片性能实施例2实施例1实施例3微孔材料用量(％)152025密度(g╱cm3)0.0240.0180.015泡孔平均直径(μm)3.122.341.87断裂拉伸强度(MPa)8.168.428.64断裂伸长率(％)170175181通过实施例1至3的实施结果，其所得一种以含有微孔无机材料为成核剂的非化学交联聚乙烯发泡片产品的材料断裂拉伸强度、断裂伸长率等性能随含有微孔无机材料加入量的增加有明显提高，且所得聚乙烯发泡片泡孔细密程度和发泡均匀度有明显提高。当前第1页1 2 3