一种ctab
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白云母/聚乙烯珍珠棉
技术领域
1.本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种ctab
‑
白云母/聚乙烯珍珠棉。
背景技术：
2.聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，又称epe珍珠棉，是一种新型环保的包装材料。它由低密度聚乙烯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、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能。是传统包装材料的理想代替品。广泛应用于汽车坐垫、抱枕、电子电器、仪器仪表、电脑、音响、医疗器械、工控机箱、五金灯饰、工艺品、玻璃、陶瓷、家电、喷涂、家俱家私、酒类及树脂等高档易碎礼品包装、五金制品、玩具、瓜果、皮鞋的内包装、日用品等多种产品的包装。
3.但是聚乙烯发泡棉使用温度上限不高，大大限制了聚乙烯发泡棉的使用范围，通常上述问题的解决方法是将pe进行交联处理，增强pe分子链的连接，形成三维的网状结构，使其耐热性、耐环境应力开裂以及拉伸和冲击性能大幅度提高。常用的交联方法包括过氧化物交联、辐照交联以及硅烷接枝水交联等；过氧化物交联容易焦化，且设备投资高、占地面积大；辐照交联难以实现均匀交联；硅烷接枝水交联即能避免过氧化物的高温环境且投资较低、操作简单易行，在包装材料等行业受到广泛关注。
技术实现要素：
4.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种ctab
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白云母/聚乙烯珍珠棉，通过线性低密度聚乙烯、滑石粉、发泡剂、阻燃剂、交联剂、助交联剂、ctab
‑
白云母制备珍珠棉，得到的珍珠棉具有阻燃性能优良，且韧性好等优点。
5.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种ctab
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白云母/聚乙烯珍珠棉，珍珠棉包括如下重量份的原料：线性低密度聚乙烯80
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100份、滑石粉0.5
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1份、发泡剂0.2
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0.4份、阻燃剂2
‑
4份、交联剂0.5
‑
1份、助交联剂0.1
‑
3份、ctab
‑
白云母4
‑
5份。
6.优选地，发泡剂为偶氮二甲酰胺、n,n'
ꢀ‑
二亚硝基五亚甲基四胺、4,4'
ꢀ‑
氧代双苯磺酰肼中的任意一种。
7.优选地，阻燃剂是摩尔比为1:（0.5
‑
0.8）的聚磷酸铵和三聚氰胺混合制备得到。
8.优选地，交联剂为过氧化二异丙苯。
9.优选地，助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
10.优选地，ctab
‑
白云母的制备方法包括如下步骤：（1）将适量的乙烯基硅烷偶联剂、乙醇加入反应釜a重，加盐酸调节ph为3
‑
5，加热至50
‑
60℃，保温搅拌40
‑
50min；
（2）将步骤（1）中反应釜a物料投入高速球磨机中，再向高速球磨机中加入白云母球磨混合，得到浆料，浆料真空干燥箱干燥至恒重，得到改性白云母；（3）反应釜b中加入去离子水，边搅拌边依次加入改性白云母、十六烷基三甲基溴化铵、过硫酸钾，升温80
‑
90℃，保温反应12h，反应完成后加入硫酸铝水溶液破乳，过滤、热蒸馏水反复洗涤，真空干燥箱干燥至恒重，研磨、过筛，得到ctab
‑
白云母。
11.优选地，ctab
‑
白云母的制备方法步骤（1）中乙烯基硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种。
12.优选地，ctab
‑
白云母的制备方法中乙烯基硅烷偶联剂：白云母：十六烷基三甲基溴化铵的添加摩尔比为（30
‑
40）：250:27。
13.优选地，珍珠棉的制备方法包括如下步骤：（1）将配方量的干燥线性低密度聚乙烯、ctab
‑
白云母、交联剂、助交联剂混合后，在萃取器中用二甲苯萃取48h，后过滤、洗涤、真空干燥至恒重，得到ctab
‑
白云母/聚乙烯；（2）将滑石粉粉碎至250
‑
300目，加入混料机中，高速搅拌下升温至80
‑
85℃，加入ctab
‑
白云母/聚乙烯、阻燃剂，料温控制在100
‑
120℃搅拌，将发泡剂以高压注入其中，塑化、混炼、冷却、塑性发泡、定型，得到珍珠棉。
14.（三）有益效果本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种ctab
‑
白云母/聚乙烯珍珠棉。
15.利用乙烯基硅烷偶联剂对白云母表面进行活化，得到改性白云母，再利用乳液聚合法将十六烷基三甲基溴化铵接枝到改性白云母表面，白云母片层表面能降低并且与插层的聚合物或有机小分子化合物有良好的亲和性。使后续的聚乙烯较容易插到片层之间，硅烷接枝到聚乙烯的分子链上，形成
‑
硅
‑
氧
‑
硅
‑
交联键即硅烷交联pe，得到ctab
‑
白云母/聚乙烯。
16.ctab
‑
白云母/聚乙烯在热解及燃烧过程中基材的表面形成优良的传热传质屏障的连续碳化层，能有效阻止氧气的供应以及减少热量的反馈，使ctab
‑
白云母/聚乙烯良好的热稳定性和阻燃性能，白云母中的铁的存在能增加ctab
‑
白云母/聚乙烯的热稳定性，在热解过程中铁能够作为高分子热解反应自由基的诱捕剂，终止反应进行，提高聚合物的热稳定性。ctab
‑
白云母/聚乙烯中一条高分子链可以进入多个白云母层中，白云母单个片层的状态被均匀分散在聚合物基质中，起到分子增强剂的作用，大大提高了材料的强度。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例1：一种ctab
‑
白云母/聚乙烯珍珠棉，珍珠棉包括如下重量份的原料：线性低密度聚乙烯80份、滑石粉0.5份、偶氮二甲酰胺0.2份、阻燃剂2份、过氧化二异丙苯0.5份、三烯丙基异氰脲酸酯0.1份、ctab
‑
白云母4份。
19.阻燃剂是摩尔比为1:0.5的聚磷酸铵和三聚氰胺混合制备得到。
20.ctab
‑
白云母的制备方法包括如下步骤：（1）将适量的乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇加入反应釜a重，加盐酸调节ph为3，加热至50℃，保温搅拌40min；（2）将步骤（1）中反应釜a物料投入高速球磨机中，再向高速球磨机中加入白云母球磨混合，得到浆料，浆料真空干燥箱干燥至恒重，得到改性白云母；（3）反应釜b中加入去离子水，边搅拌边依次加入改性白云母、十六烷基三甲基溴化铵、过硫酸钾，乙烯基三乙氧基硅烷：白云母：十六烷基三甲基溴化铵的添加摩尔比为30：250:27，升温80℃，保温反应12h，反应完成后加入硫酸铝水溶液破乳，过滤、热蒸馏水反复洗涤，真空干燥箱干燥至恒重，研磨、过筛，得到ctab
‑
白云母。
21.珍珠棉的制备方法包括如下步骤：（1）将配方量的干燥线性低密度聚乙烯、ctab
‑
白云母、交联剂、助交联剂混合后，在萃取器中用二甲苯萃取48h，后过滤、洗涤、真空干燥至恒重，得到ctab
‑
白云母/聚乙烯；（2）将滑石粉粉碎至250目，加入混料机中，高速搅拌下升温至80℃，加入ctab
‑
白云母/聚乙烯、阻燃剂，料温控制在100℃搅拌，将发泡剂以高压注入其中，塑化、混炼、冷却、塑性发泡、定型，得到珍珠棉。
22.实施例2：一种ctab
‑
白云母/聚乙烯珍珠棉，珍珠棉包括如下重量份的原料：线性低密度聚乙烯100份、滑石粉1份、偶氮二甲酰胺0.4份、阻燃剂4份、过氧化二异丙苯1份、三烯丙基异氰脲酸酯3份、ctab
‑
白云母5份。
23.阻燃剂是摩尔比为1:0.8的聚磷酸铵和三聚氰胺混合制备得到。
24.ctab
‑
白云母的制备方法包括如下步骤：（1）将适量的乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇加入反应釜a重，加盐酸调节ph为5，加热至60℃，保温搅拌50min；（2）将步骤（1）中反应釜a物料投入高速球磨机中，再向高速球磨机中加入白云母球磨混合，得到浆料，浆料真空干燥箱干燥至恒重，得到改性白云母；（3）反应釜b中加入去离子水，边搅拌边依次加入改性白云母、十六烷基三甲基溴化铵、过硫酸钾，乙烯基三乙氧基硅烷：白云母：十六烷基三甲基溴化铵的添加摩尔比为30：250:27，升温90℃，保温反应12h，反应完成后加入硫酸铝水溶液破乳，过滤、热蒸馏水反复洗涤，真空干燥箱干燥至恒重，研磨、过筛，得到ctab
‑
白云母。
25.珍珠棉的制备方法包括如下步骤：（1）将配方量的干燥线性低密度聚乙烯、ctab
‑
白云母、交联剂、助交联剂混合后，在萃取器中用二甲苯萃取48h，后过滤、洗涤、真空干燥至恒重，得到ctab
‑
白云母/聚乙烯；（2）将滑石粉粉碎至300目，加入混料机中，高速搅拌下升温至85℃，加入ctab
‑
白云母/聚乙烯、阻燃剂，料温控制在120℃搅拌，将发泡剂以高压注入其中，塑化、混炼、冷却、塑性发泡、定型，得到珍珠棉。
26.实施例3：一种ctab
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白云母/聚乙烯珍珠棉，珍珠棉包括如下重量份的原料：线性低密度聚乙烯80份、滑石粉1份、偶氮二甲酰胺0.2份、阻燃剂4份、过氧化二异丙苯0.5份、三烯丙基异
氰脲酸酯3份、ctab
‑
白云母4份。
27.阻燃剂是摩尔比为1:0.8的聚磷酸铵和三聚氰胺混合制备得到。
28.ctab
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白云母的制备方法包括如下步骤：（1）将适量的乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇加入反应釜a重，加盐酸调节ph为3，加热至60℃，保温搅拌40min；（2）将步骤（1）中反应釜a物料投入高速球磨机中，再向高速球磨机中加入白云母球磨混合，得到浆料，浆料真空干燥箱干燥至恒重，得到改性白云母；（3）反应釜b中加入去离子水，边搅拌边依次加入改性白云母、十六烷基三甲基溴化铵、过硫酸钾，乙烯基三乙氧基硅烷：白云母：十六烷基三甲基溴化铵的添加摩尔比为30：250:27，升温90℃，保温反应12h，反应完成后加入硫酸铝水溶液破乳，过滤、热蒸馏水反复洗涤，真空干燥箱干燥至恒重，研磨、过筛，得到ctab
‑
白云母。
29.珍珠棉的制备方法包括如下步骤：（1）将配方量的干燥线性低密度聚乙烯、ctab
‑
白云母、交联剂、助交联剂混合后，在萃取器中用二甲苯萃取48h，后过滤、洗涤、真空干燥至恒重，得到ctab
‑
白云母/聚乙烯；（2）将滑石粉粉碎至250目，加入混料机中，高速搅拌下升温至85℃，加入ctab
‑
白云母/聚乙烯、阻燃剂，料温控制在100℃搅拌，将发泡剂以高压注入其中，塑化、混炼、冷却、塑性发泡、定型，得到珍珠棉。
30.实施例4：一种ctab
‑
白云母/聚乙烯珍珠棉，珍珠棉包括如下重量份的原料：线性低密度聚乙烯100份、滑石粉0.5份、偶氮二甲酰胺0.4份、阻燃剂2份、过氧化二异丙苯1份、三烯丙基异氰脲酸酯0.1份、ctab
‑
白云母5份。
31.阻燃剂是摩尔比为1:0.5的聚磷酸铵和三聚氰胺混合制备得到。
32.ctab
‑
白云母的制备方法包括如下步骤：（1）将适量的乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇加入反应釜a重，加盐酸调节ph为5，加热至50℃，保温搅拌50min；（2）将步骤（1）中反应釜a物料投入高速球磨机中，再向高速球磨机中加入白云母球磨混合，得到浆料，浆料真空干燥箱干燥至恒重，得到改性白云母；（3）反应釜b中加入去离子水，边搅拌边依次加入改性白云母、十六烷基三甲基溴化铵、过硫酸钾，乙烯基三乙氧基硅烷：白云母：十六烷基三甲基溴化铵的添加摩尔比为30：250:27，升温80℃，保温反应12h，反应完成后加入硫酸铝水溶液破乳，过滤、热蒸馏水反复洗涤，真空干燥箱干燥至恒重，研磨、过筛，得到ctab
‑
白云母。
33.珍珠棉的制备方法包括如下步骤：（1）将配方量的干燥线性低密度聚乙烯、ctab
‑
白云母、交联剂、助交联剂混合后，在萃取器中用二甲苯萃取48h，后过滤、洗涤、真空干燥至恒重，得到ctab
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白云母/聚乙烯；（2）将滑石粉粉碎至300目，加入混料机中，高速搅拌下升温至80℃，加入ctab
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白云母/聚乙烯、阻燃剂，料温控制在120℃搅拌，将发泡剂以高压注入其中，塑化、混炼、冷却、塑性发泡、定型，得到珍珠棉。
34.实施例5：一种ctab
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白云母/聚乙烯珍珠棉，珍珠棉包括如下重量份的原料：线性低密度聚
乙烯100份、滑石粉0.5份、偶氮二甲酰胺0.4份、阻燃剂2份、过氧化二异丙苯0.8份、三烯丙基异氰脲酸酯1份、ctab
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白云母5份。
35.阻燃剂是摩尔比为2:1的聚磷酸铵和三聚氰胺混合制备得到。
36.ctab
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白云母的制备方法包括如下步骤：（1）将适量的乙烯基三乙氧基硅烷、乙醇加入反应釜a重，加盐酸调节ph为4，加热至55℃，保温搅拌45min；（2）将步骤（1）中反应釜a物料投入高速球磨机中，再向高速球磨机中加入白云母球磨混合，得到浆料，浆料真空干燥箱干燥至恒重，得到改性白云母；（3）反应釜b中加入去离子水，边搅拌边依次加入改性白云母、十六烷基三甲基溴化铵、过硫酸钾，乙烯基三乙氧基硅烷：白云母：十六烷基三甲基溴化铵的添加摩尔比为30：250:27，升温80℃，保温反应12h，反应完成后加入硫酸铝水溶液破乳，过滤、热蒸馏水反复洗涤，真空干燥箱干燥至恒重，研磨、过筛，得到ctab
‑
白云母。
37.珍珠棉的制备方法包括如下步骤：（1）将配方量的干燥线性低密度聚乙烯、ctab
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白云母、交联剂、助交联剂混合后，在萃取器中用二甲苯萃取48h，后过滤、洗涤、真空干燥至恒重，得到ctab
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白云母/聚乙烯；（2）将滑石粉粉碎至250目，加入混料机中，高速搅拌下升温至80℃，加入ctab
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白云母/聚乙烯、阻燃剂，料温控制在120℃搅拌，将发泡剂以高压注入其中，塑化、混炼、冷却、塑性发泡、定型，得到珍珠棉。
38.对比例1：本对比例与实施例5对比，该珍珠棉原料中不添加ctab
‑
白云母，其他含量和制备步骤与实施例5一致。
39.对比例2：本对比例与实施例5对比，该珍珠棉原料中用等重量份的白云母替换ctab
‑
白云母，其他含量和制备步骤与实施例5一致。
40.实验内容按照实施例1
‑
5、对比例1
‑
2的组分和方法分别制作出珍珠棉。
41.①
泡沫阻燃性能测试极限氧指数（loi）按gb/t2406
‑
1993
ꢀ“
塑料燃烧性能试验方法”规定测定。其结果如表1所示。
42.②
压缩强度测试压缩强度按gb/t8813
‑
2008测试。
43.将聚乙烯泡沫裁成块状且不少5块，按gb/t8813
‑
2008进行测试。压缩强度按下式计算。其结果如表1所示。
44.f
‑
相对形变的最大压缩力，单位为牛顿（n）；a
‑
试样初始的横截面积，单位为平方毫米（mm2）；
③
表观密度测试：表观密度按gb/t6343
‑
2009测试。
45.制得的聚乙烯泡沫在放置72小时后，进行裁样，数量不小于5个按gb/t6343
‑
2009
的规定测量试样的尺寸，由下式计算表观密度，取其平均值，并精确至0.1kg/m3。其结果如表1所示。
46.ρ
ꢀ‑
表观密度（表观总密度或表观芯密度），单位为千克每立方米（kg/m3）；m
‑
试样的质量，单位为克（g）；ｖ
‑
试样的体积，单位为立方毫米（mm3）；表1： 氧指数（%）压缩强度（mpa）表观密度（kg
·
m
‑3）实施例132.641.210.185实施例232.161.340.167实施例333.141.240.174实施例432.011.350.196实施例531.941.410.187对比例126.110.710.497对比例227.140.960.532由表1可以看出，本发明实施例1
‑
5制备的珍珠棉不仅阻燃性能优于对比例1
‑
2，而且还具有优良的韧性。能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
47.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。