本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种epe珍珠棉及其制备方法。
背景技术：
epe珍珠棉，即聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，是一种新型环保的包装材料。它由低密度聚乙烯树脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成，克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点。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、抗撞力强等诸多特点，亦具有较好的抗化学性能，是传统包装材料的理想代替品。其广泛运用于高档家具、家用电器、仪器仪表、工艺礼品、木制品、玻璃陶瓷、建筑防水、地毯夹层、隔音、旅游箱包、精密零配件、各种管道保温等领域，还可以用于建筑和机电工程等领域。
目前我国市场上的epe珍珠棉制品，绝大多数是由低密度聚乙烯树脂(ldpe)经丁烷物理发泡而制成，在发泡过程中添加0.5％左右的600目-1000目的滑石粉作为发泡成核剂，滑石粉在生产过程中具有不易计量、粉尘污染、需要预先与树脂混合且添加比例少，不易控制等缺陷。一直以来堆放支撑产品的epp、eps等塑料自身特性的绝缘性差并且与其他物质摩擦会产生静电，长期堆积而产生的灰尘等异物流入生产工程中，会导致工序不良率增加。现有的epe珍珠棉产品易燃，成品薄料片料在生产卷取过程中由于表面摩擦会产生大量静电荷，而静电产生的火花极易引燃含有气体的片材，从而造成火灾。目前epe珍珠棉产品还存在弯曲强度、弹性和耐热性差等不足，也限制了其更大规模应用。
公开号为cn107880347a的中国发明专利，公开了一种epe珍珠棉及其制备方法，该发明制备的epe珍珠棉弹性和热稳定性较好，但是并没有对抗静电性做出改进，实际生产使用过程中仍有不足之处。
公开号为cn107629284a的中国发明专利，公开了一种防静电发泡epe珍珠棉的制作方法，该发明制备的epe珍珠棉虽然具有一定的抗静电性能，但是并没有对其抗拉伸强度和热稳定性进行改进，所以仍然具有不足之处，不适合大规模生产应用。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种epe珍珠棉及其制备方法，本发明的epe珍珠棉能防静电，且弹性和热稳定性较好，本发明还提供了所述epe珍珠棉的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种epe珍珠棉，由以下重量份的原料组成：mfr值为3-4的低密度聚乙烯50-60份、发泡剂6-8份、成核剂0.8-1.2份、内润滑剂0.6-1份、抗收缩剂0.4-0.6份、抗静电剂3-5份、改性树木灰烬1-1.5份和改性增强纤维2-4份。
优选地，所述的epe珍珠棉，由以下重量份的原料组成：mfr值为3-4的低密度聚乙烯55份、发泡剂7份、成核剂1份、内润滑剂0.8份、抗收缩剂0.5份、抗静电剂4份、改性树木灰烬1.2份和改性增强纤维3份。
优选地，所述抗静电剂是将摩尔比5:1的环氧氯丙烷和分子量为1500的聚乙二醇为原料在碱性条件下于50℃合成中间体，再将中间体与三烷基胺盐酸盐在醇溶剂中于30℃反应制得。
优选地，所述改性增强纤维是将碳纤维置于研磨机中研磨2-4h，使得短切碳纤维的长度≤0.5μm，长径比＜10，再采用丙烯酸共聚物对研磨后的短切碳纤维进行浸润，之后采用低碳多羟基醇对浸润后的短切碳纤维进行包覆制得。
优选地，所述改性树木灰烬的制备方法如下：先将树木灰烬用10-15%的氢氧化钠溶液浸泡2-3h，再用10-15%盐酸溶液浸泡2-3h，然后用去离子水洗涤至树木灰烬为中性后烘干；向烘干后的树木灰烬中加入相当于树木灰烬重量3倍重量的去离子水，再依次加入10-20%氢氧化铝、1-2%的三聚磷酸钠和3-4%的铁矿尾渣，将混合物加入高速搅拌机中，于3000-3600r/min的条件下高速分散40-50min，烘干研磨为0.8-1.2μm粉末，得到改性树木灰烬。
优选地，所述发泡剂为丁烷。
优选地，所述成核剂为粒径500-1500目的氧化铝、二氧化硅或碳酸钙中任一种。
优选地，所述抗收缩剂为单脂肪酸甘油酯。
优选地，所述内润滑剂为低分子量聚丙烯。
本发明还提供了所述epe珍珠棉的一种制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）原料准备，按重量份选取原料：mfr值为3-4的低密度聚乙烯、发泡剂、成核剂、内润滑剂、抗收缩剂、抗静电剂、改性树木灰烬和改性增强纤维；
（2）混合搅拌，将步骤（1）选取的mfr值为3-4的低密度聚乙烯、改性树木灰烬、改性增强纤维、抗静电剂、内润滑剂、成核剂和抗收缩剂依次加入搅拌机中，在80-120r/min条件下，顺时针搅拌与逆时针搅拌交替进行，每次1min，搅拌8-12min；
（3）将步骤（2）制备的原料混合物加入发泡机中加热至160-170℃，使得所述原料混合物融化至液态，再以8-12mpa的压力注入发泡剂，待原料混合物发泡成孔状结构，将原料温度降至95-105℃；
（4）牵引定型，用牵引机将珍珠棉片材从发泡机中牵出，牵引机转速设置为24-28r/min，发泡机的模口温度设置为110-120℃；
（5）冷却，将片材过冷风圈冷却，冷却温度为25-40℃；
（6）延展，在延展机中，将片材在2.5-3.5mpa的压力下延展；
（7）收卷，通过收卷机，将成型的片材收卷，即得epe珍珠棉成品。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明的一种epe珍珠棉添加的抗静电剂具有较好的亲水性，能吸引大气中水分子，在低密度聚乙烯材料的表面形成一层水膜，该水膜对抗静电剂有良好的逸散性能。另外，本发明原料采用的抗静电剂分子在低密度聚乙烯浇注成型过程中能反应到低密度聚乙烯材料上，从而不容易因分子迁移而丧失抗静电性能，所以本发明的抗静电性能具有较好的耐久性。
（2）本发明的一种epe珍珠棉添加的改性增强纤维，主要为碳纤维，其通过改性操作，能够与低密度聚乙烯基体有效的融合在一起，既能够提高材料的机械强度和拉伸强度，又提高了材料的绝缘性能，能够使材料结构更加致密，产品质量稳定性高。
（3）本发明的一种epe珍珠棉添加的树木灰烬成分进行了改进，明显提高了树木灰烬与低密度聚乙烯的界面粘结强度，在外力作用下，改性树木灰烬粒子在发泡材料中有效地起到承担应力和分散应力的作用，并诱发基体树脂发生塑性形变，从而提高了发泡材料的拉伸强度、冲击强度以及弯曲模量等力学性能以及缓冲抗震性能。
（4）本发明的一种epe珍珠棉所采用的发泡剂、成核剂和抗收缩剂配比科学合理，使得发泡出的泡孔大小均匀有规则，epe珍珠棉的发泡密度适中且表面平整有弹性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例的epe珍珠棉，由以下重量份的原料组成：mfr值为3的低密度聚乙烯50份、丁烷6份、粒径为500目的氧化铝0.8份、低分子量聚丙烯0.6份、单脂肪酸甘油酯0.4份、抗静电剂3份、改性树木灰烬1份和改性增强纤维2份。
本实施例的抗静电剂是将摩尔比5:1的环氧氯丙烷和分子量为1500的聚乙二醇为原料在碱性条件下于50℃合成中间体，再将中间体与三烷基胺盐酸盐在醇溶剂中于30℃反应制得。
本实施例的改性增强纤维是将碳纤维置于研磨机中研磨2h，使得短切碳纤维的长度为0.5μm，长径比为10，再采用丙烯酸共聚物对研磨后的短切碳纤维进行浸润，之后采用低碳多羟基醇对浸润后的短切碳纤维进行包覆制得。
本实施例的改性树木灰烬的制备方法如下：先将树木灰烬用10%的氢氧化钠溶液浸泡2h，再用10%盐酸溶液浸泡2h，然后用去离子水洗涤至树木灰烬为中性后烘干；向烘干后的树木灰烬中加入相当于树木灰烬重量3倍重量的去离子水，再依次加入10%氢氧化铝、1%的三聚磷酸钠和3%的铁矿尾渣，将混合物加入高速搅拌机中，于3000r/min的条件下高速分散40min，烘干研磨为1.2μm粉末，得到改性树木灰烬。
本实施例epe珍珠棉的制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）原料准备，按重量份选取原料：mfr值为3的低密度聚乙烯、丁烷、粒径为500目的氧化铝、低分子量聚丙烯、单脂肪酸甘油酯、抗静电剂、改性树木灰烬和改性增强纤维；
（2）混合搅拌，将步骤（1）选取的mfr值为3的低密度聚乙烯、改性树木灰烬、改性增强纤维、抗静电剂、低分子量聚丙烯、粒径为500目的氧化铝和单脂肪酸甘油酯依次加入搅拌机中，在80r/min条件下，顺时针搅拌与逆时针搅拌交替进行，每次1min，搅拌8min；
（3）将步骤（2）制备的原料混合物加入发泡机中加热至160℃，使得所述原料混合物融化至液态，再以8mpa的压力注入丁烷，待原料混合物发泡成孔状结构，将原料温度降至95℃；
（4）牵引定型，用牵引机将珍珠棉片材从发泡机中牵出，牵引机转速设置为24r/min，发泡机的模口温度设置为110℃；
（5）冷却，将片材过冷风圈冷却，冷却温度为25℃；
（6）延展，在延展机中，将片材在2.5mpa的压力下延展；
（7）收卷，通过收卷机，将成型的片材收卷，即得epe珍珠棉成品。
实施例2
本实施例的epe珍珠棉，由以下重量份的原料组成：mfr值为3.5的低密度聚乙烯55份、丁烷7份、粒径为1000目的二氧化硅1份、低分子量聚丙烯0.8份、单脂肪酸甘油酯0.5份、抗静电剂4份、改性树木灰烬1.2份和改性增强纤维3份。
本实施例的抗静电剂是将摩尔比5:1的环氧氯丙烷和分子量为1500的聚乙二醇为原料在碱性条件下于50℃合成中间体，再将中间体与三烷基胺盐酸盐在醇溶剂中于30℃反应制得。
本实施例的改性增强纤维是将碳纤维置于研磨机中研磨2-4h，使得短切碳纤维的长度为0.4μm，长径比为8，再采用丙烯酸共聚物对研磨后的短切碳纤维进行浸润，之后采用低碳多羟基醇对浸润后的短切碳纤维进行包覆制得。
本实施例的改性树木灰烬的制备方法如下：先将树木灰烬用12%的氢氧化钠溶液浸泡2.5h，再用12%盐酸溶液浸泡2.5h，然后用去离子水洗涤至树木灰烬为中性后烘干；向烘干后的树木灰烬中加入相当于树木灰烬重量3倍重量的去离子水，再依次加入15%氢氧化铝、1.5%的三聚磷酸钠和3.5%的铁矿尾渣，将混合物加入高速搅拌机中，于3300r/min的条件下高速分散45min，烘干研磨为1μm粉末，得到改性树木灰烬。
本实施例epe珍珠棉的制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）原料准备，按重量份选取原料：mfr值为3.5的低密度聚乙烯、丁烷、粒径为1000目的二氧化硅、低分子量聚丙烯、单脂肪酸甘油酯、抗静电剂、改性树木灰烬和改性增强纤维；
（2）混合搅拌，将步骤（1）选取的mfr值为3.5的低密度聚乙烯、改性树木灰烬、改性增强纤维、抗静电剂、低分子量聚丙烯、粒径为1000目的二氧化硅和单脂肪酸甘油酯依次加入搅拌机中，在100r/min条件下，顺时针搅拌与逆时针搅拌交替进行，每次1min，搅拌10min；
（3）将步骤（2）制备的原料混合物加入发泡机中加热至165℃，使得所述原料混合物融化至液态，再以10mpa的压力注入丁烷，待原料混合物发泡成孔状结构，将原料温度降至100℃；
（4）牵引定型，用牵引机将珍珠棉片材从发泡机中牵出，牵引机转速设置为26r/min，发泡机的模口温度设置为115℃；
（5）冷却，将片材过冷风圈冷却，冷却温度为32℃；
（6）延展，在延展机中，将片材在3mpa的压力下延展；
（7）收卷，通过收卷机，将成型的片材收卷，即得epe珍珠棉成品。
实施例3
本实施例的epe珍珠棉，由以下重量份的原料组成：mfr值为4的低密度聚乙烯60份、丁烷8份、粒径为1500目的碳酸钙1.2份、低分子量聚丙烯1份、单脂肪酸甘油酯0.6份、抗静电剂5份、改性树木灰烬1.5份和改性增强纤维4份。
本实施例的抗静电剂是将摩尔比5:1的环氧氯丙烷和分子量为1500的聚乙二醇为原料在碱性条件下于50℃合成中间体，再将中间体与三烷基胺盐酸盐在醇溶剂中于30℃反应制得。
本实施例的改性增强纤维是将碳纤维置于研磨机中研磨4h，使得短切碳纤维的长度为0.3μm，长径比为6，再采用丙烯酸共聚物对研磨后的短切碳纤维进行浸润，之后采用低碳多羟基醇对浸润后的短切碳纤维进行包覆制得。
本实施例的改性树木灰烬的制备方法如下：先将树木灰烬用15%的氢氧化钠溶液浸泡3h，再用15%盐酸溶液浸泡3h，然后用去离子水洗涤至树木灰烬为中性后烘干；向烘干后的树木灰烬中加入相当于树木灰烬重量3倍重量的去离子水，再依次加入20%氢氧化铝、2%的三聚磷酸钠和4%的铁矿尾渣，将混合物加入高速搅拌机中，于3600r/min的条件下高速分散50min，烘干研磨为0.8μm粉末，得到改性树木灰烬。
本实施例epe珍珠棉的制备方法，由以下制备步骤组成：
（1）原料准备，按重量份选取原料：mfr值为4的低密度聚乙烯、丁烷、粒径为1500目的碳酸钙、低分子量聚丙烯、单脂肪酸甘油酯、抗静电剂、改性树木灰烬和改性增强纤维；
（2）混合搅拌，将步骤（1）选取的mfr值为4的低密度聚乙烯、改性树木灰烬、改性增强纤维、抗静电剂、低分子量聚丙烯、粒径为1500目的碳酸钙和单脂肪酸甘油酯依次加入搅拌机中，在120r/min条件下，顺时针搅拌与逆时针搅拌交替进行，每次1min，搅拌12min；
（3）将步骤（2）制备的原料混合物加入发泡机中加热至170℃，使得所述原料混合物融化至液态，再以12mpa的压力注入丁烷，待原料混合物发泡成孔状结构，将原料温度降至105℃；
（4）牵引定型，用牵引机将珍珠棉片材从发泡机中牵出，牵引机转速设置为28r/min，发泡机的模口温度设置为120℃；
（5）冷却，将片材过冷风圈冷却，冷却温度为40℃；
（6）延展，在延展机中，将片材在3.5mpa的压力下延展；
（7）收卷，通过收卷机，将成型的片材收卷，即得epe珍珠棉成品。
设置对照组，对照组采用公开号为cn107880347a的发明专利公开的epe珍珠棉，将上述实施例1、实施例2、实施例3和对照组制备得到的epe珍珠棉成品分别进行密度测试、抗拉强度测试、表面抗阻测试和静电寿命测试，抗拉强度的测试拉伸速度为5mm/min±1mm/min，表面阻抗测试为利用表面阻抗测试仪器(表面电阻仪wolfgangwarmbier)，测试标准方法为astm-d257，静电寿命测试是将所制得的珍珠棉epe置于一般大气环境下，利用表面电阻仪定期量测抗静电珍珠棉epe的表面阻抗，并记录抗静电珍珠棉epe的表面阻抗衰退至1010ω的天数，此天数即为该抗静电epe珍珠棉的使用寿命，使用寿命天数越长为越佳。对实施例1、实施例2、实施例3和对照组制备得到的epe珍珠棉成品进行测试的结果如表1所示。
表1
从表1的测试结果可以看出，实施例1、实施例2和实施例3制备的epe珍珠棉相比于对照组的epe珍珠棉，拉伸强度分别提升了13.2%、17.1%和20.6%，抗撕裂强度分别提升了32.2%、32.3%和35.5%，静电寿命分别延长了33天、35天和47天，由此得出结论，本发明的epe珍珠棉相比于现有技术，在拉伸强度、抗撕裂强度和静电寿命上有较为明显的提升。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。