本发明实施例涉及高分子材料，特别涉及一种交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法。
背景技术：
：交联聚乙烯泡棉材料是一种介于软质(聚氨酯)和硬质(聚苯乙烯)泡棉材料之间的闭孔结构的新型发泡塑料，具有优越的强韧性、弹性、挠曲性、耐磨性、耐化学腐蚀性、耐低温性和绝缘性好等一系列特性，可作为良好的绝缘、绝热、防震及浮力材料。高强度聚乙烯发泡产品广泛用于机械减震、地垫、汽车内饰、电子设备等领域，随着产品更新换代，对产品强度提出了更高要求。现有技术中提高交联聚乙烯泡棉材料产品强度的方法为添加聚丙烯、玻璃纤维、碳酸钙等添加剂或增加交联聚乙烯泡棉材料的交联度。但发明人在实际研究的过程中发现，由于聚丙烯的熔点较高，使得加工所需的温度较高，高温容易导致发泡剂的分解，致使发泡工艺实施困难。此外，玻璃纤维和碳酸钙等无机填料与聚乙烯互溶性差，对产品强度的提升有限，而且大量无机填料易对发泡过程产生不利影响。交联度太大也会导致难以发泡，无法达到合适的发泡倍率，不利于发泡工艺的进行。因此，本领域尚需寻找增强交联聚乙烯泡棉材料产品强度的同时对发泡工艺不产生不利影响的方法。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种交联聚乙烯泡棉材料，使得产品强度得以增强的同时，其制备步骤不对发泡工艺产生不利影响。为解决上述技术问题，本发明的提供了一种交联聚乙烯泡棉材料，制备所述交联聚乙烯泡棉材料的原料包括聚乙烯和改性木质素磺酸盐，所述改性木质素磺酸盐由木质素磺酸盐中至少部分酚羟基的氢被c4～18烯基替代获得；优选地，所述改性木质素磺酸盐由木质素磺酸盐中至少部分酚羟基的氢被c8～16烯基替代获得；或者，所述改性木质素磺酸盐由木质素磺酸盐中至少部分酚羟基的氢被替代获得，所述r1为c3～20烯基，优选地，所述r1为c7～17烯基。在一些优选的方案中，所述的交联聚乙烯泡棉材料由聚乙烯和所述改性木质素磺酸盐发生交联反应制成。所述的交联，可以是化学交联或辐照交联，优选为辐照交联，所述的辐照交联可以是电子束辐照交联或紫外光辐照交联，优选为电子束辐照交联。在一些优选的方案中，所述的聚乙烯密度范围是：0.91～0.93；所述的聚乙烯优选为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或二者的混合物。当所述的聚乙烯为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合物时，所述低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的质量比范围优选为100:(10～60)，更优选为100:30。在一些优选的方案中，所述的改性木质素磺酸盐可由对应的木质素磺酸盐与改性剂进行反应获得，所述的改性剂为c4～18卤代烯烃或者其中r2为c3～20烯基，x为卤素，所述的卤素为氟、氯、溴或碘。作为优选，所述的c4～18卤代烯烃为c8～16卤代烯烃，更优选为c8～16伯卤代烯烃，例如：12-溴-1-十二烯、12-氯-1-十二烯、16-溴-1-十六烯、16-氯-1-十六烯、9-溴-1-壬烯、9-氯-1-壬烯、8-溴-1-辛烯、8-氯-1-辛烯；作为优选，所述的中，r2为c7～17烯基，x为氯或溴，更优选地，为油酰氯、亚油酰氯和亚麻酰氯。在一些优选的方案中，所述的改性木质素磺酸盐选自改性木质素磺酸镁、改性木质素磺酸锌、改性木质素磺酸钾、改性木质素磺酸锂、改性木质素磺酸铁或改性木质素磺酸钴。作为制备上述改性木质素磺酸盐的原料，本发明所述的木质素磺酸盐优选为木质素磺酸镁、木质素磺酸锌、木质素磺酸钾、木质素磺酸锂、木质素磺酸铁或木质素磺酸钴；所述的木质素磺酸镁、木质素磺酸锌、木质素磺酸钾、木质素磺酸锂、木质素磺酸铁以及木质素磺酸钴均可由木质素磺酸钠与对应的镁、锌、钾、锂以及钴的氯盐发生离子交换反应制成。例如：木质素磺酸钠与氯化镁发生离子交换反应生成木质素磺酸镁。所述的离子交换反应条件可参考本领域离子交换法制备木质素磺酸盐的常规方法，例如：制备木质素磺酸镁，将木质素磺酸钠水溶液与氯化镁水溶液进行混合搅拌一定时间后，浸入50％乙醇水溶液中进行沉淀，然后进行过滤干燥，即得相应离子的木质素磺酸酶。在一些优选的方案中，所述的木质素磺酸盐分子量范围优选为3000～10000，所述的木质素磺酸盐中，每克木质素磺酸盐中磺酸基的含量优选为大于0.9mmol/g。所述的木质素磺酸盐亦可通过本领域常规方法制得，例如由木质素与亚硫酸盐进行磺化反应制得。本发明所述的木质素，其是一类无定型高分子化合物；优选地，所述的木质素是由紫丁香基丙烷、愈疮木基丙烷和/或对-羟基苯基丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有网状结构的高分子，所述的紫丁香基丙烷为所述的愈疮木基丙烷为所述的对-羟基苯基丙烷为显而易见地，本发明所述的木质素具有多个芳香环、甲氧基、醇羟基、酚羟基等活性基团。在一些优选的方案中，所述的改性木质素磺酸盐的制备包括步骤：(1)于惰性气体气氛中，将木质素磺酸盐和的改性剂的混合物溶于反应介质中，100～150℃下反应4～12h，过滤即得改性木质素磺酸盐，步骤(1)中，所述的改性剂为c4～18卤代烯烃或者其中，r2为c3～20烯基，x为卤素，所述的卤素为氟、氯、溴或碘；优选地，所述的改性剂为c8～16卤代烯烃或其中，r2为c7～17烯基，x为氯或溴。所述的反应介质为沸点大于150℃的有机溶剂，例如：n,n-二甲基甲酰胺。所述的混合物中，木质素磺酸盐和改性剂的质量比为100:(10～50)，例如：100:15；所述的混合物与反应介质的质量比为1:(1～10)；优选为1:(1～6)。所述的惰性气体可以是任意种惰性气体，例如：氮气。所述的步骤(1)后还包括步骤(2)：用乙酸乙酯洗涤步骤(1)所得的改性木质素磺酸盐。本发明第二方面提供了一种交联聚乙烯泡棉材料的制备方法，所述的制备方法包括步骤：(1)将60～90重量份聚乙烯；5～30重量份改性木质素磺酸盐；5～25重量份弹性体；2～20重量份发泡剂；1～2重量份敏化剂；0.5～4重量份抗氧化剂原料置于挤出机进行挤出，得母片；(2)将所述母片进行辐照交联处理，得交联母片；(3)将所述交联母片进行发泡处理，即得所述的交联聚乙烯泡棉材料。步骤(1)中，所述聚乙烯优选为低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。步骤(1)中，所述的弹性体包括三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、异丁胶、顺丁胶、丁苯胶、丁苯嵌段共聚物(sbs)、戊苯嵌段共聚物(sis)和氯化聚乙烯中的至少一种。步骤(1)中，所述的发泡剂包括偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、二亚硝基五亚甲基四胺、甲苯磺酰肼和4,4’-氧代双苯磺酰肼中的至少一种。步骤(1)中，所述的敏化剂包括乙酸锌、硬脂酸锌、硬脂酸钴、草酸锌、氧化锌和硬脂酸钡中的至少一种。步骤(1)中，所述的包括2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚和四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)中的至少一种。步骤(1)中，所述的挤出优选在单螺杆挤出机上进行。步骤(1)中，所述的挤出温度优选为75～145℃，例如，95～125℃。步骤(1)中，所述的挤出机的螺杆转速优选为50～90rpm例如，75rpm。步骤(1)中，所述的挤出机的模头温度优选为90～145℃，例如，125℃。步骤(1)中，所述的母片的厚度优选为0.3～0.7mm，例如，0.5mm。步骤(2)中，所述的辐照交联处理优选在电子加速器上进行。步骤(2)中，所述的辐照交联处理的辐照剂量优选为25～50kgy，例如：35kgy步骤(3)中，所述的发泡在发泡炉进行。步骤(3)中，所述的发泡中，发泡炉温度为160～260℃。步骤(3)中，所述的发泡中，交联母片的停留时间为0.3～0.5min。所述的步骤(3)后还包括步骤(4)：将步骤(3)所得交联聚乙烯泡棉材料进行抛光处理。本发明第三方面提供了上述交联聚乙烯泡棉材料在机械抗震、地板垫、保温管、电子设备领域的应用。本发明所用试剂和原料均市售可得。本发明相对于现有技术而言，至少具有以下优点：(1)本发明第一方面提供的交联聚乙烯泡棉材料具有良好的强度，弹性模量在7mpa以上，材料粘结性好，表面张力可达40mn/m以上，并可维持6个月以上，满足涂胶工艺要求。(2)本发明第一方面提供的交联聚乙烯泡棉材料的制备方法中，避免使用影响发泡工艺的聚丙烯或无机填料，从而避免了对发泡工艺的不利影响。(3)本发明第一方面提供的改性木质素磺酸盐与聚乙烯互溶性好，可占反应原料总重的30％。(4)本发明第二方面提供的制备方法原料来源丰富，价格低廉。(5)本发明第二方面提供的制备方法通过调整改性木质素磺酸盐结构和用量，可有效调节材料的强度和粘结性。(5)本发明提供的交联聚乙烯泡棉材料在机械抗震、地板垫、保温管、电子设备等领域具有广泛应用。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的各进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。需要说明的是：(1)本发明采用gb/t9341-2008塑料弯曲性能的测定中记载的方法测定交联聚乙烯泡棉材料的弹性模量。(2)本发明采用gb-t14216-2008塑料、膜和片润湿张力的测定中记载的方法测定交联聚乙烯泡棉材料的表面张力。下述实施例中，木质素磺酸钠购自吉林石岘纸业有限责任公司。实施例1改性木质素磺酸盐合成将100重量份平均分子量3000木质素磺酸钠与150重量份水混合后，加入20重量份氯化钙进行室温搅拌3h，后进行过滤水洗，交换三次得相应木质素磺酸钙盐；然后将交换后的木质素磺酸钙、12-溴-1-十二烯、n,n-二甲基甲酰胺按100:15:200质量比混合搅拌，通氮气置换空气，接着在120℃进行加热反应6h后，进行过滤，乙酸乙酯洗涤干燥后，得相应的改性木质素磺酸钙。交联聚乙烯泡棉材料的制备将80重量份低密度聚乙烯、15重量份改性木质素磺酸钙、10重量份乙烯-辛烯共聚物、5重量份偶氮二甲酰胺、1.5重量份草酸锌、1重量份抗氧化剂1010进行混合均匀后，加入到单螺杆挤出机进行挤出，控制挤出温度在95～125℃，螺杆转速80rpm，模头温度125℃，得到0.5mm厚度的母片；接着，将母片通过电子束加速器，进行辐照交联，控制辐照剂量为35kgy，形成交联聚合网络；最后，将交联母片置于发泡炉进行发泡，控制发泡炉温度为160～260℃，交联母片的停留时间为0.4min，得到高强度辐照交联聚乙烯发泡材料，弹性模量7.3mpa，表面张力为43mn/m，放置6个月后，表面张力为42mn/m，该聚乙烯泡棉可应用为机械抗震、地板垫、保温管、电子设备等领域。实施例2～6除以下不同外，其余与实施例1相同，选择不同金属氯盐。表1实施例金属离子弹性模量/mpa表面张力mn/m6个月后表面张力mn/m2锌7.445453镁8.244434钾7.242425铁8.348476锂7.24343实施例7～10除以下不同外，其余与实施例1相同，选择不同卤代烯烃与木质素磺酸盐反应。表2实施例11～10除以下不同外，其余与实施例1相同，选择不同的改性木质素磺酸盐与聚乙烯比例。表3对比例1按实施例1，不加改性木质素磺酸盐，将95重量份低密度聚乙烯、10重量份乙烯-辛烯共聚物、5重量份偶氮二甲酰胺、1.5重量份草酸锌、1重量份抗氧化剂1010进行混合均匀后，加入到单螺杆挤出机进行挤出，控制挤出温度在95～125℃、螺杆转速80rpm、模头温度125℃,得到0.5mm厚度的母片；接着将母片通过电子加速器进行辐照交联，控制辐照剂量为35kgy，形成交联聚合网络；最后，将交联母片置于发泡炉进行发泡，控制发泡炉温度为160～260℃，交联母片的停留时间为0.4min，得辐照交联聚乙烯发泡材料，弹性模量4.3mpa，表面张力为33mn/m，粘结性较差，经过电晕处理，表面张力为40mn/m，放置6个月后，表面张力为33mn/m，粘结性仍较差。本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。当前第1页12