本发明实施例涉及高分子材料，特别涉及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。抗菌性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，对材料产品的抗菌性能提出了更高要求。
现有技术中提高聚乙烯发泡产品抗菌性的方法主要是添加抗菌剂，但抗菌剂价格昂贵，且与聚乙烯体系相容性差，易随着时间迁移至表面，降低材料抗菌持久性，无法满足长期使用的需求。
此外，聚乙烯发泡产品的非极性表面张力较小，能满足涂胶工艺的需要，发明人在研究中发现，对聚乙烯发泡产品进行电晕处理可提高其表面张力，改善其表面粘接性和润湿性。但电晕设备昂贵且能耗高，电晕处理后的聚乙烯发泡产品的表面张力仅能维持2周左右，无法长期保存。添加具有极性酯基的乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂(eva)也可提高聚乙烯发泡产品的非极性表面张力，但使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂(eva)增加了工艺成本，且乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂(eva)极性偏弱，需大量添加，易造成产品严重自粘，降低了良品率。
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，该材料的抗菌更持久，且具有较大的表面张力，表面粘接性和润湿性更好，有利于产品的涂胶性能。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种交联聚乙烯泡棉材料，所述的交联聚乙烯泡棉材料由聚乙烯和烯基吡啶盐交联制成。
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组合。当所述的聚乙烯为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的组合时，低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的质量比范围是100:10～100:60，优选为100:30，可以认为，当低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的质量比在前述范围内，制得的交联聚乙烯泡棉材料涂胶性能更出色。
所述的烯基吡啶盐可以由烯基吡啶与金属盐发生络合反应制成，但不限于此。
所述的烯基吡啶可以为2、3、4、5和/或6位被c1～6烯基取代的吡啶，优选地，所述的烯基吡啶可以为2、4和/或6位被c1～6烯基取代的吡啶；所述c1～6烯基优选为乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、丁二烯基、环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基或环己二烯基；所述的烯基吡啶中，至少含有一个吡啶基，优选地，所述的烯基吡啶中含有一个或两个吡啶基；优选地，所述的烯基吡啶为2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、2-烯丙吡啶、4-烯丙吡啶、4,4-二吡啶基丁二烯和2,3-环己烯并吡啶中的至少一种。
所述的烯基吡啶中，吡啶的2、3、4、5和6位分别如下所示：
所述的金属盐为锌盐、钙盐、铜盐、镍盐、铁盐和钴盐中的至少一种。优选地，所述的金属盐为锌、钙、铜、镍、铁或钴金属的氯盐；和/或锌、钙、铜、镍、铁或钴金属的醋酸盐。例如：氯化锌、醋酸锌、醋酸铜、氯化铜、醋酸钴、醋酸镍、氯化镍、醋酸铁中的至少一种。
在一些优选的方案中，所述的络合反应中烯基吡啶和金属盐质量比为1:1～1:2，优选地，烯基吡啶和金属盐质量比为1:1.5～1:2，例如：100重量份所述烯基吡啶化合物和150～300重量份所述金属盐；所述络合反应的反应介质不限，以实现溶解反应物并不与反应物发生反应为准，例如：乙醇；所述络合反应的温度优选为35～65℃；所述络合反应的反应时间优选为5～20h；具体地，所述的络合反应为将100重量份所述烯基吡啶化合物和150～300重量份所述金属盐在35～65℃的乙醇溶液中搅拌反应5～20h即得所述的烯基吡啶盐。
本发明的第二方面提供了上述交联聚乙烯泡棉材料的制备方法，所述的交联聚乙烯泡棉材料的制备方法包括步骤：
(1)将聚乙烯65～90重量份；
烯基吡啶盐5～20重量份；
弹性体5～25重量份；
发泡剂2～20重量份；
敏化剂1～2重量份；
抗氧化剂0.5～4重量份原料挤出制成母片；
(2)将所述母片进行辐照交联，得交联母片；
(3)将步骤(2)所得交联母片进行发泡处理，即得所述交联聚乙烯泡棉材料。
所述挤出优选在挤出机中进行，所述挤出温度优选为95～130℃，螺杆转速优选为50～130rpm，模头温度优选为110～130℃。
所述辐照交联的辐照剂量为5～50kgy。
所述高温发泡的温度优选为180～320℃，所述高温发泡的时间优选为0.1～3min。
优选地，所述的步骤(3)后还包骤(4)将步骤(3)所得的交联聚乙烯泡棉材料进行轧光处理。
所述轧光处理可按照本领域常规的方法进行，具体地，所述轧光处理可通过以下方法进行：将所述经过发泡后的所述母片置于双辊中进行多次轧光处理，控制所述双辊的温度在80～130℃之间，辊隙为泡棉厚度的1/2～1/3。
在一些优选的方案中，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)、氯化聚乙烯中的至少一种；
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、4,4’-氧代双苯磺酰肼中的至少一种；
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、硬脂酸钡中的至少一种；
所述的抗氧化剂包括2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧化剂1010)。
本发明的第三方面提供了上述的交联聚乙烯泡棉材料的用途，所述的交联聚乙烯泡棉材料可应用于用作机械抗震、地板垫、保温管、电子设备。所述泡棉材料厚度为0.1～3.4mm，厚度偏差在10％以内；在厚度方向上至少包括2层泡孔。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均可从市售渠道获得。
相对于现有技术而言，本发明的主要优点包括：
(1)本发明的交联聚乙烯泡棉材料抗菌性更好，达95％以上。
(2)本发明的交联聚乙烯泡棉材料表面张力更大，表面张力维持时间更长，产品粘接性和润湿性更好，更有利于产品的涂胶性能。
(3)本发明制备方法通过调整烯基吡啶盐结构和用量，可有效调节材料的抗菌性和粘结性。
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，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，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。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
需要说明的是：
(1)本发明采用aatcc-100法测试交联聚乙烯泡棉材料的抗菌性。按照美国aatcctestmethodl00(菌数测定法)tz/to2021-9进行，试样由边长约1.8cm的正方形，将其放入50ml带盖锥形瓶。用0.85％冰冷生理盐水(0-4℃)将菌种从约l08～109cfu/ml稀释到l×l05～2×l05cfu/ml，制成接种菌液。用20ml,0.85％冰冷生理盐水洗涤试样。用下式计算试样的抑菌活性：
抑菌率＝(l8h后空白对照样活菌数-l8h后试样活菌数)/l8h，后空白对照样活菌数。
(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。
实施例1
步骤一、乙烯基吡啶锌盐的制备
将100质量份4-乙烯吡啶溶于200质量份95％乙醇中，加入45质量份的氯化锌，在60℃下进行搅拌反应12h后，进行抽滤，并用乙醇、乙酸乙酯洗涤干燥，即得乙烯基吡啶锌盐。
步骤二、交联聚乙烯泡棉材料的制备
将80重量份低密度聚乙烯、10重量份乙烯基吡啶锌盐、10重量份乙烯-辛烯共聚物、5重量份偶氮二甲酰胺发泡剂、1.5重量份硬脂酸锌、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75rpm、模头温度125℃,得到0.3mm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0.5min，得到高强度辐照交联聚乙烯发泡材料。对其抗菌性、表面张力以及6个月后表面张力进行测定，得其抗菌性99％，表面张力为40mn/m，放置6个月后，表面张力为39mn/m。
实施例2～6
除以下不同外，其余与实施例1相同，选择不同金属盐进行反应。
表1
实施例7～10
除以下不同外，其余与实施例1相同，选择不同烯基吡啶进行反应。
表2
实施例11～14
除以下不同外，其余与实施例1相同，选择不同烯基吡啶盐与聚乙烯比例。
表3
对比例1
按实施例1，不加烯基吡啶盐，将90重量份低密度聚乙烯、10重量份乙烯-辛烯共聚物、5重量份发泡剂、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，抗菌性75％，表面张力为32mn/m，粘结性较差，经过电晕处理，表面张力可达41mn/m，放置6个月后，表面张力为32mn/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。