本发明涉及高分子材料制备领域，尤其涉及一种辐射交联聚烯烃泡棉及其制备方法。
背景技术：
聚烯烃类泡棉应用范围广泛，具有良好的物理、化学和力学性能，其韧性、挠曲性和缓冲性能良好，并且具有电绝缘、隔热等性质，广泛应用于包装、化工、建筑等领域。经过几十年的发展，聚烯烃类泡棉已经发展成熟，在品种及应用方面实现了多样化。随着理论研究的不断深入以及发泡技术的进步，泡棉在产量和质量方面都有了长足的进步。
由于聚烯烃泡棉具有良好的保温与能量缓冲特性，因此在室内保温、运动护具等领域得到了广泛应用。例如在汽车工业中特别需要用于汽车的内部，这类材料的柔软性提供了安全保障，用于锻炼的瑜伽垫，改善了人们锻炼运动的环境，但现在随着消费者消费水平的提高，对产品质量的要求也逐步提升，而现有的聚烯烃泡棉还存在着一定的缺陷，如拉伸强度和撕裂强度还有待增强，抗穿刺能力较差，材料受压后复弹恢复较慢等；而人们也在各个方面对聚烯烃泡棉进行着性能改进，如申请号为201310343408.4的中国发明专利，公开了一种健康型聚烯烃泡沫材料及其制备方法，在配方中加入了负离子矿物材料与亲水性富勒烯化合物，具有净化空气、表面防油污、防静电效果等优点。利用负离子矿物材料的热电性与压电性，可有效增加周围环境的负离子浓度。同时亲水性富勒烯化合物的亲水性基团可以与水形成氢键，隔断了污染物与聚烯烃表面的联系，同时还可以将积累的静电荷迅速泄露，达到抗静电的目的；但该技术方案在对于改善聚烯烃泡棉其他性能，如拉伸强度和撕裂强度和抗紫外线老化上基本没有改善效果。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种辐射交联聚烯烃泡棉，由配方原料经混合、熔融、挤出、电子加速器辐射交联、加热发泡制得，配方原料包括以下质量配比的原辅料混合组成：
聚乙烯(lldpe)40-70份，
纳米级竹纤维粉末10-20份，
茂金属聚乙烯(mpe)10-15份，
催化剂10-20份，
发泡母料30-60份，
色母0-5份。
作为优选，发泡母料由发泡剂10-20份，聚乙烯(lldpe)15-30份和抗氧剂(抗氧剂1010)1-3份按质量配比混合制成，发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或者两种按任一比例混合而成；催化剂由硼酸锌1-3份，氧化镁1-3份，硬脂酸锌1-3份，聚乙烯(lldpe)25-40份按质量配比混合制成。
作为优选，配方原料包括以下质量配比的原辅料混合组成：
聚乙烯(lldpe)60份，
纳米级竹纤维粉末15份，
茂金属聚乙烯(mpe)10份，
催化剂15份，
发泡母料30份，
色母2份。
作为优选，发泡母料由发泡剂15份，聚乙烯(lldpe)20份和抗氧剂(抗氧剂1010)2份按质量配比混合制成，发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或者两种按任一比例混合而成；催化剂由硼酸锌2份，氧化镁2份，硬脂酸锌3份，聚乙烯(lldpe)30份按质量配比混合制成。
本发明还涉及一种辐射交联聚烯烃泡棉的制备方法，公开了将上述一种辐射交联聚烯烃泡棉原材料制备成产品成品的生产工艺过程一种辐射交联聚烯烃泡棉的制备方法，包括一下步骤：
第一步：将上述任一一种辐射交联聚烯烃泡棉的配方原料按比例混合加入挤出机料斗，通过挤出机熔融挤出，挤出温度120℃-140℃；
第二步：将经第一步挤出的材料经配有口模、芯棒的螺杆挤出机在100-120℃下挤出成片材；
第三步：挤出的片材经过冷却池的冷却，冷却温度为15-25℃，冷却时间3-5min，冷却后的片材切除褶边后收卷；
第四步：片材经1.2mev以上能量电子加速器辐射交联，辐照剂量为8.0mrad-9.5mrad；
第五步：将经过电子加速器辐射交联的材料经过预热炉进行预热后再经过加热炉加热发泡，预热炉预热温度130℃-160℃，预热时间3-5min；加热炉加热温度230℃-260℃，发泡时间1-5min。
本发明的辐射交联聚烯烃泡棉在配方中加入了纳米级竹纤维粉末与茂金属聚乙烯(mpe)，竹纤维是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维，具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，通常运用于纺织行业与棉、毛、麻、绢及化学纤维进行混纺机织或针织，生产各种规格的机织面料和针织面料，本发明创造性的将竹纤维运用于辐射交联聚烯烃泡棉制造领域，并经过深入的研究实验对比，确定使用配比，提升了辐射交联聚烯烃泡棉的抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线老化的能力，添加一定量的茂金属聚乙烯(mpe)替代常规的聚乙烯(lldpe)，提升了辐射交联聚烯烃泡棉的延展性能和抗穿刺能力等；同时在催化剂中采用氧化镁作为催化剂，具有使辐射交联聚烯烃泡棉发泡更为可靠，内部泡棉更为细小致密效率更高的优点，总之，以本发明技术方案制备的辐射交联聚烯烃泡棉具有延展性好，不易老化，回弹性能优良等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细描述。
实施例1
一种辐射交联聚烯烃泡棉，制备步骤如下：
取原配料聚乙烯(lldpe)70份，
纳米级竹纤维粉末20份，
茂金属聚乙烯(mpe)15份，
催化剂20份，
发泡母料60份，
色母5份。
发泡母料由发泡剂20份，聚乙烯(lldpe)30份和抗氧剂3份按质量配比混合制成，本实施例中，抗氧剂采用抗氧剂1010，发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或者两种按任一比例混合而成；催化剂由硼酸锌3份，氧化镁3份，硬脂酸锌3份，聚乙烯(lldpe)40份按质量配比混合制成。
将上述配方原料按比例混合加入挤出机料斗，通过挤出机熔融挤出，熔融挤出温度120℃-140℃；
挤出的材料经配有口模、芯棒的螺杆挤出机在100-120℃下挤出成片材；
挤出的片材经过冷却池的冷却，冷却池中的冷却液为纯净水，冷却温度为15-25℃，冷却时间3-5min，冷却后的片材切除褶边；
片材经1.2mev以上能量电子加速器辐射交联，辐照剂量8.0mrad-9.5mrad；
将经过电子加速器辐射交联的材料经过预热炉进行预热后再经过加热炉加热发泡，预热炉预热温度130℃-160℃，预热时间3-5min；加热炉加热温度230℃-260℃，发泡时间1-5min。
实施例2
一种辐射交联聚烯烃泡棉，制备步骤如下：
取原配料聚乙烯(lldpe)40份，
纳米级竹纤维粉末10份，
茂金属聚乙烯(mpe)10份，
催化剂10份，
发泡母料30份，
色母1份。
发泡母料由发泡剂10份，聚乙烯(lldpe)15份和抗氧剂1份按质量配比混合制成，本实施例中，抗氧剂采用抗氧剂1010，发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或者两种按任一比例混合而成；催化剂由硼酸锌1份，氧化镁1份，硬脂酸锌1份，聚乙烯(lldpe)25份按质量配比混合制成。
将上述配方原料按比例混合加入挤出机料斗，通过挤出机熔融挤出，熔融挤出温度120℃-140℃；
挤出的材料经配有口模、芯棒的螺杆挤出机在100-120℃下挤出成片材；
挤出的片材经过冷却池的冷却，冷却池中的冷却液为纯净水，冷却温度为15-25℃，冷却时间3-5min，冷却后的片材切除褶边；
片材经1.2mev以上能量电子加速器辐射交联，辐照剂量8.0mrad-9.5mrad；
将经过电子加速器辐射交联的材料经过预热炉进行预热后再经过加热炉加热发泡，预热炉预热温度130℃-160℃，预热时间3-5min；加热炉加热温度230℃-260℃，发泡时间1-5min。
实施例3
一种辐射交联聚烯烃泡棉，制备步骤如下：
取原配料聚乙烯(lldpe)60份，
纳米级竹纤维粉末15份，
茂金属聚乙烯(mpe)10份，
催化剂15份，
发泡母料30份，
色母2份。
发泡母料由发泡剂15份，聚乙烯(lldpe)20份和抗氧剂(抗氧剂1010)2份按质量配比混合制成，发泡剂为偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠中的一种或者两种按任一比例混合而成；催化剂由硼酸锌2份，氧化镁2份，硬脂酸锌3份，聚乙烯(lldpe)30份按质量配比混合制成。
将上述配方原料按比例混合加入挤出机料斗，通过挤出机熔融挤出，熔融挤出温度120℃-140℃；
挤出的材料经配有口模、芯棒的螺杆挤出机在100-120℃下挤出成片材；
挤出的片材经过冷却池的冷却，冷却池中的冷却液为纯净水，冷却温度为15-25℃，冷却时间3-5min，冷却后的片材切除褶边；
片材经1.2mev以上能量电子加速器辐射交联，辐照剂量8.0mrad-9.5mrad；
将经过电子加速器辐射交联的材料经过预热炉进行预热后再经过加热炉加热发泡，预热炉预热温度130℃-160℃，预热时间3-5min；加热炉加热温度230℃-260℃，发泡时间1-5min。
对以上三个实施例制备的辐射交联聚烯烃泡棉进行性能对比试验，并于市场随机采购两组辐射交联聚烯烃泡棉作为对比组，每个试验均随机取样3个取平均值，试验方案简单说明如下：
1.抗菌试验:取3cm*3cm*2mm的辐射交联聚烯烃泡棉，分别置于细菌培养皿中，进行菌落培养24h，观察对比在辐射交联聚烯烃泡棉上形成的菌落面积。
2.抗紫外线老化试验：取5cm*5cm*2mm的辐射交联聚烯烃泡棉，放置在120℃，30000uw/cm2的紫外线照射强度下进行照射试验，观察对比试验样品抗老化时间。
3.回弹性能试验：取20cm*20cm*5mm的辐射交联聚烯烃泡棉，将直径为5cm的钢制圆球放置于试验材料上1min，然后将钢制圆球从试验材料拿开，观察试验材料复弹恢复所需的时间。
试验结果如下表所示：
根据试验结果，可以揭示本发明技术方案的有益效果：提升了辐射交联聚烯烃泡棉的抗菌和抗紫外线老化性能，具有回弹性能优良等优点，同时添加一定量的茂金属聚乙烯(mpe)提升了辐射交联聚烯烃泡棉抗穿刺能力等。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。