一种开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料及其制备方法与流程

文档序号:12882571阅读:547来源:国知局

(一)技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域,特别涉及一种开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料及其制备方法。

(二)

背景技术:

电子辐照交联聚烯烃发泡材料凭借着无异味、泡孔细小均匀、密度小、强度高、柔韧性好、使用寿命长等优点,已经被广泛用于电子、汽车、建筑、包装、运动休闲等领域。

然而,受发泡机理的限制,交联聚烯烃发泡材料通常为闭孔结构,发泡剂所产生的气体被包裹在封闭的泡孔内。这种封闭的泡孔结构导致聚烯烃发泡材料在受到外力作用时的压缩形变有限,吸音效果和缓冲性能较差。这些缺陷使其很难被直接用作吸音材料或者对缓冲性能要求较高的密封材料和运动休闲等产品。若能将电子辐照交联聚烯烃发泡材料的闭孔结构转变为开孔结构,将会大大改善其吸音和缓冲性能,从而进一步拓宽其使用范围。

目前,开孔交联聚烯烃发泡材料在国内非常少见,而开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料更为少见。其中cn1069691a公开了一种制备开孔交联聚烯烃发泡材料的方法,这种方法除了通过加热使交联剂和发泡剂分解外,还采用了能在微波照射下分解的交联剂和发泡剂,通过微波照射使一部分发泡剂分解,从而促使泡孔胀破或者更容易在外力作用下破裂。然而在现有发泡设备上增设微波发生装置不仅会提高设备投入,而且会使生产工艺更加复杂。此外,未完全破孔的发泡材料是通过带有针状突起的辊筒碾压来实现开孔结构的,这样必然会造成材料表面粗糙。由此可见,现有的制备开孔交联聚烯烃发泡材料的方法对于发泡设备、发泡剂种类、生产工艺以及发泡倍率都有较严格的要求。几乎未见到有制备开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的方法。

(三)

技术实现要素:

本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种工艺简单、生产成本低、回弹速度慢、吸音效果和缓冲性能好的开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料,其特征在于:通过将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料经双辊压延机反复压延得到,其中,闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料由以下重量份数的原料经密炼、挤出、压光、电子辐照、发泡、裁边、收卷制成:聚烯烃60-95份、主发泡剂1-25份、助发泡剂0-10份、发泡剂的活化剂0-1份、抗氧剂0-1份、润滑剂0-5份、无机填料0-10份。

本发明的更优技术方案为:

所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。

所述主发泡剂为偶氮二甲酰胺、4,4´-氧代双苯磺酰肼、甲苯磺酰氨基脲、三磷基三嗪、5-苯基四唑、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸酯、二亚硝基五甲撑四胺、n,n´-二亚硝基五亚甲基四胺、n,n´-二甲基-n,n-二亚硝基对苯二甲酰胺和三亚硝基三亚甲基三胺中的一种或多种。

所述助发泡剂为由壳体材料包覆发泡剂组成的微球发泡剂,其中,壳体材料为丙烯酸树酯,其包覆的发泡剂为烷烃类有机化合物,微球发泡剂的发泡温度范围为150-235℃;通过添加助发泡剂可以促使泡孔进一步膨胀,使泡孔在内部气体压力下破裂,或者更易于在外部压力下破裂。

所述发泡剂的活化剂为氧化锌、氧化铝、氧化锆、氧化锡、氧化镉、碳酸锌、醋酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或多种。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂中的一种或多种。

所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、石蜡、硅油、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种或多种。

所述无机填料为滑石粉、碳酸钙、云母粉、炭黑、二氧化硅、钛白粉、硫酸钡、蒙脱土、高岭土中的一种或多种,粒径为0.01-20μm,优选0.1-5μm。

所述密炼在密炼机中进行,密炼温度为105-120℃,转子转速为20-40r/min,密炼时间为10-20min。

所述挤出是在装有t型模头的单螺杆挤出机中进行,加工温度为110-130℃,螺杆转速为10-60r/min。

所述发泡是在发泡炉中进行,温度为210-250℃。

所述电子辐照在电子辐照装置上进行,电子束电压为1.5-2.5mev,电子束电流为10-30ma。

所述的开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法,其特征在于:将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料端部裁齐,启动双辊压延机,将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料送入双辊辊隙,通过辊隙后进行匀速牵引、收卷,得到开孔率为100%或接近100%的表面平整的开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料,其中,双辊辊隙根据闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的厚度及开孔情况逐渐由宽变窄进行调节,压延次数为1-60次;闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料为全闭孔或部分闭孔的电子辐照交联聚烯烃发泡材料,其发泡倍率为8-45倍,优选12-45倍。

压延机的连续挤压和剪切作用使泡孔壁很容易破裂,并形成相互贯穿的开孔。

所述双辊压延机的辊筒形状为表面光滑的圆柱体,辊筒直径为15-100cm,转速为5-50r/min,优选10-30r/min;转速比为1:1-2,优选1:1-1.5。

本发明简单易操作,受发泡设备、发泡剂种类以及电子辐照交联聚烯烃发泡材料发泡倍率的限制很小,既适合制备中等发泡倍率的开孔聚烯烃发泡材料,也适用于制备高发泡倍率的开孔聚烯烃发泡材料。既可直接采用压延工艺,使电子辐照交联聚烯烃发泡材料在反复压延作用下发生泡孔变形、破裂,形成相互贯穿的开孔结构;也可采用微球发泡剂作为助发泡剂使泡孔在内部压力作用下胀破或者使泡孔更易在外部压力作用下破裂,再经数次压延即可形成相互贯穿的开孔结构。

本发明产品的开孔率为100%或接近100%,泡孔细密均匀,表面平整,开孔孔径小,回弹速度慢,吸音效果和缓冲性能好,工艺简单,受发泡设备、发泡剂种类以及聚烯烃发泡材料发泡倍率的限制很小。

本发明生产工艺简单,不受原材料限制,降低了生产成本,减少了开孔交联聚烯烃发泡材料对发泡剂种类、发泡倍率的过分依赖,降低了交联聚烯烃发泡材料回弹速度,提高了吸音效果和缓冲性能。

(四)具体实施方式

除非另外说明,本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义,为了便于理解本发明,将本文中使用的一些术语进行了下述定义。

所有的数字标识,例如ph、温度、时间、浓度,包括范围,都是近似值。要了解,虽然不总是明确地叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解,虽然不总是明确地叙述,本文中描述的试剂仅仅是示例,其等价物是本领域已知的。

下面结合实施例来详细说明本发明。

实施例1:

一种闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料由聚烯烃材料、主发泡剂、发泡剂的活化剂、抗氧剂、无机填料、润滑剂经密炼、挤出、压光、发泡、裁边、收卷而成。

所述的闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将38kg低密度聚乙烯、8kg偶氮二甲酰胺、0.15kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂168、3kg滑石粉、0.25kg硬脂酸钙、0.25kg氧化锌经密炼机在115℃下密炼15min,转子转速为40r/min;

(2)将混合好的物料加入装有t形模头的单螺杆挤出机中经熔融、挤出,制成片材,挤出机温度为125℃,螺杆转速12r/min;

(3)将挤出的片材经过压光机压光,然后将压光后的片材在电子辐照装置上进行辐照,电子束电压为2mev,电子束电流为20ma;

(4)将辐照后的片材送入垂直发泡炉中进行发泡,制成闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料,发泡炉温度为235℃;

(5)将闭孔聚烯烃发泡材料裁边后收卷。

所述开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法如下:

启动双辊压延机,将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料送入双辊辊隙,通过辊隙后进行匀速牵引、收卷,压延次数为18次。

实施例2:

一种闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料由聚烯烃材料、主发泡剂、发泡剂的活化剂、抗氧剂、无机填料、润滑剂经密炼、挤出、压光、发泡、裁边、收卷而成。

所述的闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将35.5kg低密度聚乙烯、5kg乙烯-醋酸乙烯共聚物、8kg偶氮二甲酰胺、0.15kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂168、0.5kg炭黑、0.25kg硬脂酸钙、0.25kg氧化锌经密炼机在110℃下密炼15min,转子转速为40r/min;

(2)将混合好的物料加入装有t形模头的单螺杆挤出机中经熔融、挤出,制成片材,挤出机温度为120℃,螺杆转速12r/min;

(3)将挤出的片材经过压光机压光,然后将压光后的片材在电子辐照装置上进行辐照,电子束电压为2mev,电子束电流为20ma;

(4)将辐照后的片材送入垂直发泡炉中进行发泡,制成闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料,发泡炉温度为235℃;

(5)将闭孔聚烯烃发泡材料裁边后收卷。

所述开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法如下:

启动双辊压延机,将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料送入双辊辊隙,通过辊隙后进行匀速牵引、收卷,压延次数为16次。

实施例3:

一种闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料由聚烯烃材料、主发泡剂、助发泡剂、发泡剂的活化剂、抗氧剂、无机填料、润滑剂经密炼、挤出、压光、发泡、裁边、收卷而成。

所述的闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将39kg低密度聚乙烯、8kg偶氮二甲酰胺、微球发泡剂1.5kg、0.15kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂168、0.5kg炭黑、0.25kg硬脂酸钙、0.25kg氧化锌经密炼机在110℃下密炼15min,转子转速为40r/min;

(2)将混合好的物料加入装有t形模头的单螺杆挤出机中经熔融、挤出,制成片材,挤出机温度为120℃,螺杆转速12r/min;

(3)将挤出的片材经过压光机压光,然后将压光后的片材在电子辐照装置上进行辐照,电子束电压为2mev,电子束电流为20ma;

(4)将辐照后的片材送入垂直发泡炉中进行发泡,制成闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料,发泡炉温度为235℃;

(5)将闭孔聚烯烃发泡材料裁边后收卷。

所述开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法如下:

启动双辊压延机,将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料送入双辊辊隙,通过辊隙后进行匀速牵引、收卷,压延次数为6次。

实施例4:

一种闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料由聚烯烃材料、主发泡剂、助发泡剂、发泡剂的活化剂、抗氧剂、无机填料、润滑剂经密炼、挤出、压光、电子辐照、发泡、裁边、收卷而成。

所述的闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将36.5kg低密度聚乙烯、2.5kg乙烯-醋酸乙烯共聚物、8kg偶氮二甲酰胺、1.5kg微球发泡剂、0.15kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂168、0.5kg炭黑、0.25kg硬脂酸钙、0.25kg氧化锌经密炼机在110℃下密炼15min,转子转速为40r/min;

(2)将混合好的物料加入装有t形模头的单螺杆挤出机中经熔融、挤出,制成片材,挤出机温度为120℃,螺杆转速12r/min;

(3)将挤出的片材经过压光机压光,然后将压光后的片材在电子辐照装置上进行辐照,电子束电压为1.5mev,电子束电流为20ma;

(4)将辐照后的片材送入水平发泡炉中进行发泡,制成闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料,发泡炉温度为235℃;

(5)将闭孔聚烯烃发泡材料裁边后收卷。

所述开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法如下:

启动双辊压延机,将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料送入双辊辊隙,通过辊隙后进行匀速牵引、收卷,压延次数为4次。

实施例5:

一种闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料由聚烯烃材料、主发泡剂、发泡剂的活化剂、抗氧剂、无机填料、润滑剂经密炼、挤出、压光、电子辐照、发泡、裁边、收卷而成。

所述的闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法,包括如下步骤:

(1)将39kg低密度聚乙烯、5kg乙烯-醋酸乙烯共聚物、5kg偶氮二甲酰胺、0.15kg抗氧剂1010、0.15kg抗氧剂168、0.5kg炭黑、0.25kg硬脂酸钙、0.25kg氧化锌经密炼机在110℃下密炼15min,转子转速为40r/min;

(2)将混合好的物料加入装有t形模头的单螺杆挤出机中经熔融、挤出,制成片材,挤出机温度为120℃,螺杆转速12r/min;

(3)将挤出的片材经过压光机压光,然后将压光后的片材在电子辐照装置上进行辐照,电子束电压为1.8mev,电子束电流为20ma;

(4)将辐照后的片材送入垂直发泡炉中进行发泡,制成闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料,发泡炉温度为235℃;

(5)将闭孔聚烯烃发泡材料裁边后收卷。

所述开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料的制备方法如下:

启动双辊压延机,将闭孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料送入双辊辊隙,通过辊隙后进行匀速牵引、收卷,压延次数为16次。

测试方法:

开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料回弹复原时间的测试标准:

采用gb/t26392-2011《慢回弹泡沫复原时间的测定》标准进行测试。

下表为实施例1-5的开孔电子辐照交联聚烯烃发泡材料回弹复原时间的测试结果。

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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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