本发明涉及一种PE发泡板材及其制备方法，具体涉及一种丁苯橡胶抗紫外线PE发泡板材及其制备方法。
背景技术：
高分子发泡板材，是以塑料或橡胶为基本组分并含有大量气泡的聚合物材料。它具有很多优良的性能, 如质轻、绝热、吸音、比强度高等优点，因而在工业、农业、建筑、交通运输等领域得到了广泛应用。高分子发泡板材自问世以来, 其用途日益广泛, 品种不断丰富, 其中PE发泡板材是较为常见的一种高分子发泡板材，其具有独特的优越性，表面吸水率低，防渗透性能好，化学性能稳定，不易受腐蚀，加工性能好，易于成型；价格较便宜。
近年来，随着国家大力发展环保节能材料，PE发泡板材得到快速发展，市场上出现了种类繁多、性能各异的PE发泡板材。但是目前国内生产的PE发泡板的光稳定性能和抗紫外线性能与国外PE发泡板的性能相比较，仍存在着较大的差距。
曾安然、李云龙等人在其《苯乙烯接枝纤维素晶须增强LDPE复合材料的性能研究》一文中采用乳液聚合法制备苯乙烯接枝纤维素晶须，并将其用于增强低密度聚乙烯（LDPE），使得复合材料的拉舍强度、结晶温度和热稳定性提高，但是对复合材料的保温隔热性能和吸音隔音性能的提高不明显。
因此，本发明采用竹屑、丁苯橡胶、丝瓜络酸解法制得纤维素晶须，然后将二氧化硅、铁矾土、珍珠石粘土矿物引入到纤维素晶须中制备气凝胶，可以改变纤维素气凝胶的结构并提高维素气凝胶，如力学性能，耐热性能等，然后采用乳液聚合法制备苯乙烯接枝复合纤维气凝胶，再将制得的苯乙烯接枝复合纤维气凝胶加入到发泡体系中，不仅可以显著提高发泡材料的机械性能和热稳定性能，还可以明显提高发泡材料的保温隔热性能和吸音隔音性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种丁苯橡胶抗紫外线PE发泡板材及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种丁苯橡胶抗紫外线PE发泡板材，由下重量份的原料制成：低密度聚乙烯67～78、丙烯酸酯橡胶35～48、氯化聚乙烯28～40、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯13～21、双叔丁基过氧异丙基苯2～4、三烯丙基异氰脲酸酯1～3、双乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪1～3、二氧化硅4～8、丝瓜络16～24、铁矾土2～5、石蜡油10～15、甘油4～7、竹屑32～44、纳米二氧化钛5～10、纳米高岭石17～24、丁苯橡胶36～49、对甲苯亚磺酸锌4～8、珍珠石5～10、胡莫柳酯5～8、甲基丙烯酸镁3～5。
一种丁苯橡胶抗紫外线PE发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）将竹屑、丁苯橡胶、丝瓜络混合均匀，干燥至恒重，分别进行切、碾、粉碎，过筛；然后按照固液比1:22～26将过筛后的粉末加入到摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中，油浴加热至110～120℃，在5000～7000r/min的转速下球磨10～20min，过滤，洗涤至中性，烘干；然后按照固液比1:12～16将烘干后的粉末加入到体积分数为40%的硫酸-盐酸混合酸溶液中，硫酸与盐酸的比例是2～4∶1，水浴加热至60～70℃，在400～600W的功率下超声处理1～2h，再在1500～2500r/min的转速下离心处理40～50min，倒出上清液后残渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，得纤维素晶须；最后将得到的纤维素晶须加水搅拌制成质量分数为40～45%的悬浊液，在2000～4000r/min的转速下球磨处理4～5h，再在450～650W的功率下超声处理10～15min，得纤维素晶须分散液；
（2）将二氧化硅、铁矾土、珍珠石混合均匀，粉碎，过筛，然后将过筛后的粉末加水制成质量分数为45～50%的浆液，在300～600W的功率下微波处理15～30min，再在3000～5000r/min的转速下球磨处理2～4h，得复合胶体；
（3）将步骤（1）制得的纤维素晶须分散液与步骤（2）制得的复合胶体混合，充分搅拌均匀，在-65～-45℃ 温度下冷冻2～5h ，随后在-30～-15℃ 温度下冷冻干燥 24～48h，粉碎，过筛，得复合纤维素气凝胶粉末；
（4）将上述制得的复合纤维素气凝胶粉末超声分散于相当于复合气凝胶粉末质量10～12倍量的水中，再在搅拌下加入相当于复合气凝胶粉末质量45～50%的苯乙烯、6～9%的碳酸氢钠和1～1.5%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后在N2保护下，加入过硫酸钾作为引发剂，其质量分数为苯乙烯和十二烷基苯磺酸钠总用量的0.3～0.4%，水浴加热至65～75℃，搅拌反应3～6h，离心分离并水洗，烘干，即得苯乙烯接枝复合纤维素气凝胶；
（5）将步骤（4）制得的苯乙烯接枝复合纤维素气凝胶与低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯、石蜡油、对甲苯亚磺酸锌、甲基丙烯酸镁、甘油、纳米高岭石一同加入到高速搅拌机中，搅拌至物料温度达到70～80℃时,再加入余下原料，继续搅拌至物料温度达到80～90℃，停止搅拌，待物料冷却降温至40～50℃时出料，然后将物料投入到双螺杆挤出机中熔融共混，双螺杆挤出机各段温度设定分别为：一区140～160℃、二区150～170℃、三区160～180℃、四区170～190℃、机头165～185℃，然后挤出切粒；
（6）将步骤（5）制得的物料加入到注塑成型机中注塑成型，注塑温度为175～195℃，注塑压力为5～7MPa，注射时间为5～6s，保压时间为2～3s；
（7）将成型后的板材放入超临界CO2发泡高压釜进行发泡，发泡温度为100～120℃，发泡压力为21～24MPa，保压时间为4～7h，即得所需的PE发泡板材。
本发明的有益效果：
（1）本发明采用竹屑、丁苯橡胶、丝瓜络酸解法制得纤维素晶须，然后将二氧化硅、铁矾土、珍珠石粘土矿物引入到纤维素晶须中制备气凝胶，可以改变纤维素气凝胶的结构并提高维素气凝胶，如力学性能，耐热性能等，然后采用乳液聚合法制备苯乙烯接枝复合纤维气凝胶，再将制得的苯乙烯接枝复合纤维气凝胶加入到发泡体系中，不仅可以显著提高发泡材料的机械性能和热稳定性能，还可以明显提高发泡材料的保温隔热性能和吸音隔音性能；
（2）本发明通过低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯三种橡胶相互复合，并加入邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、纳米二氧化钛、胡莫柳酯等原料，使得PE发泡板材具有很好的抗紫外性、光稳定性、耐天候性和耐老化性。
具体实施方式
一种丁苯橡胶抗紫外线PE发泡板材，由下重量（kg）的原料制成：低密度聚乙烯72、丙烯酸酯橡胶41、氯化聚乙烯34、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯17、双叔丁基过氧异丙基苯3、三烯丙基异氰脲酸酯2、双乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪2二氧化硅6、丝瓜络20、铁矾土3.5、石蜡油12、甘油6、竹屑38、纳米二氧化钛7、纳米高岭石21、丁苯橡胶42、对甲苯亚磺酸锌6、珍珠石8、胡莫柳酯7、甲基丙烯酸镁4。
一种丁苯橡胶抗紫外线PE发泡板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）将竹屑、丁苯橡胶、丝瓜络混合均匀，干燥至恒重，分别进行切、碾、粉碎，过筛；然后按照固液比1:22～26将过筛后的粉末加入到摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中，油浴加热至110～120℃，在5000～7000r/min的转速下球磨10～20min，过滤，洗涤至中性，烘干；然后按照固液比1:12～16将烘干后的粉末加入到体积分数为40%的硫酸-盐酸混合酸溶液中，硫酸与盐酸的比例是2～4∶1，水浴加热至60～70℃，在400～600W的功率下超声处理1～2h，再在1500～2500r/min的转速下离心处理40～50min，倒出上清液后残渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，得纤维素晶须；最后将得到的纤维素晶须加水搅拌制成质量分数为40～45%的悬浊液，在2000～4000r/min的转速下球磨处理4～5h，再在450～650W的功率下超声处理10～15min，得纤维素晶须分散液；
（2）将二氧化硅、铁矾土、珍珠石混合均匀，粉碎，过筛，然后将过筛后的粉末加水制成质量分数为45～50%的浆液，在300～600W的功率下微波处理15～30min，再在3000～5000r/min的转速下球磨处理2～4h，得复合胶体；
（3）将步骤（1）制得的纤维素晶须分散液与步骤（2）制得的复合胶体混合，充分搅拌均匀，在-65～-45℃ 温度下冷冻2～5h ，随后在-30～-15℃ 温度下冷冻干燥 24～48h，粉碎，过筛，得复合纤维素气凝胶粉末；
（4）将上述制得的复合纤维素气凝胶粉末超声分散于相当于复合气凝胶粉末质量10～12倍量的水中，再在搅拌下加入相当于复合气凝胶粉末质量45～50%的苯乙烯、6～9%的碳酸氢钠和1～1.5%的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后在N2保护下，加入过硫酸钾作为引发剂，其质量分数为苯乙烯和十二烷基苯磺酸钠总用量的0.3～0.4%，水浴加热至65～75℃，搅拌反应3～6h，离心分离并水洗，烘干，即得苯乙烯接枝复合纤维素气凝胶；
（5）将步骤（4）制得的苯乙烯接枝复合纤维素气凝胶与低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯、石蜡油、对甲苯亚磺酸锌、甲基丙烯酸镁、甘油、纳米高岭石一同加入到高速搅拌机中，搅拌至物料温度达到70～80℃时,再加入余下原料，继续搅拌至物料温度达到80～90℃，停止搅拌，待物料冷却降温至40～50℃时出料，然后将物料投入到双螺杆挤出机中熔融共混，双螺杆挤出机各段温度设定分别为：一区140～160℃、二区150～170℃、三区160～180℃、四区170～190℃、机头165～185℃，然后挤出切粒；
（6）将步骤（5）制得的物料加入到注塑成型机中注塑成型，注塑温度为175～195℃，注塑压力为5～7MPa，注射时间为5～6s，保压时间为2～3s；
（7）将成型后的板材放入超临界CO2发泡高压釜进行发泡，发泡温度为100～120℃，发泡压力为21～24MPa，保压时间为4～7h，即得所需的PE发泡板材。
上述实施例制得的PE发泡板材的各项性能与国外PE发泡板材的性能对比如下表所示：