一种聚乙烯泡沫材料及其制备方法与流程

本发明涉及聚乙烯泡沫材料领域，更具体地说，涉及一种高强度可降解的聚乙烯泡沫材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚乙烯泡沫材料是一种使用广泛的缓冲材料。聚乙烯泡沫具有密度小，化学性能稳定，不易受腐蚀，坚韧、有挠性、耐摩擦，加工性能好，易于成型且价格较便宜等特点。

2、聚乙烯泡沫广泛用于精密仪器仪表、家用电器、玻璃和陶瓷制品、工艺品、贵重物品等的缓冲包装，还可制成冷冻食品和热食品的绝热容器等。传统的聚乙烯泡沫是采用低密度聚乙烯为基材，添加一定量的助剂制备而成。存在的问题是：传统聚乙烯泡沫材料的强度较低，且不能完全降解，极易导致环境“白色污染”。

3、我们研究团队一直致力于聚乙烯泡沫材料的研究，分别披露于cn114773716a和cn106928537a中，对于目前存在的易碎率和破损率高的问题做了进一步的研究。

技术实现思路

1、本发明目的在于，提供了一种高强度可降解的聚乙烯泡沫材料及其制备方法。

2、为实现本发明目的，采用以下技术方案：

3、一种聚乙烯泡沫材料，由以下重量份组分制备而成：

4、聚乙烯60%-70%，纳米贝壳粉复合物8%-12%，竹纤维3%-4.5%，海藻酸提取物2%-3%，n,n’-亚甲基双丙烯酰胺2%-3%，过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯4%-6%，除氨剂2%-4%，偶氮二甲酰胺6%-8%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1%-0.8%，三烯丙基异氰脲酸酯0.1%-0.5%，硬脂酸钙0.1%-1.0%。

5、优选的，一种高强度可降解的聚乙烯泡沫材料，由以下组分制备而成：

6、聚乙烯62%-67%，纳米贝壳粉复合物9%-11%，竹纤维3%-4.5%，海藻酸提取物2%-3%，n,n’-亚甲基双丙烯酰胺2%-3%，过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯4%-6%，除氨剂2%-4%，偶氮二甲酰胺6%-8%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1%-0.8%，三烯丙基异氰脲酸酯0.1%-0.5%，硬脂酸钙0.1%-1.0%。

7、更优选的，一种高强度可降解的聚乙烯泡沫材料，由以下组分制备而成：

8、聚乙烯65%，纳米贝壳粉复合物10%，竹纤维3.9%，海藻酸提取物1.3%，n,n’-亚甲基双丙烯酰胺2.7%，过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯5.4%，除氨剂2.7%，偶氮二甲酰胺7.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.5%，三烯丙基异氰脲酸酯0.3%，硬脂酸钙0.7%。

9、其中：

10、所述的纳米贝壳粉复合物的制备方法为：向ph为9-10的氨水溶液中加入纳米贝壳粉、纳米碳纤维、纳米二氧化硅粉末、纳米氧化锌粉末，控制温度45-50℃、ph9-10搅拌12-16h，分散均匀，得到混合液，喷雾干燥，制得纳米贝壳粉复合物。

11、上述纳米贝壳粉复合物的制备方法中，所述的纳米贝壳粉、纳米碳纤维、纳米二氧化硅、纳米氧化锌的重量比为10:（0.5-0.7）:（1.0-1.3）:（0.1-0.4）；优选10:0.6:1.1:0.3。

12、上述纳米贝壳粉复合物的制备方法中，控制温度优选46-48℃。

13、所述的海藻酸提取物的制备方法为：将海藻原料粉碎至1×1-2×2cm小方块；加入至ph为9-10碳酸氢钠溶液中，得到混合液；混合液加热至80-85℃，搅拌5-6小时，用盐酸沉淀，然后离心分离，沉淀物烘干。

14、所述的竹纤维与海藻酸提取物的重量比优选3:1。

15、所述的n,n’-亚甲基双丙烯酰胺与过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯重量比优选1:2。

16、所述的除氨剂为hj-b35。

17、本发明另一方面，提供上述高强度可降解的聚乙烯泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：

18、s1：将聚乙烯熔融，加入纳米贝壳复合物、竹纤维、海藻酸提取物，造粒，制得改性聚乙烯颗粒；

19、s2：将步骤s1制得的改性聚乙烯颗粒与n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、除氨剂、偶氮二甲酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钙混合均质，在氮气的流通吹扫下，采用真空加热和正压加热的方式循环交替加热进行发泡，得到干燥的复合料；

20、s3：模具中固化成型，得到高强度可降解的聚乙烯泡沫材料。

21、所述的真空加热和正压加热的方式循环交替加热为：在真空压强为300mmhg至350mmhg，温度为80-85℃的条件下加热6-8min，然后通入洁净空气使得正压力为1.1atm-1.3atm，温度维持130-150℃，反应时间为30-40min。

22、本发明的优异效果为：

23、（1）通过纳米贝壳复合物对聚乙烯进行改性及加入特定比例的n,n’-亚甲基双丙烯酰胺2.7%，过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯，降低产品的易碎性和破损率，显著提高产品的强度。

24、（2）通过加入特定比例的海藻酸提取物与竹纤维，显著提升产品的可降解性。

技术特征：

1.一种聚乙烯泡沫材料，其特征在于，由以下重量份组分制备而成：

2.根据权利要求1所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，由以下重量份组分制备而成：

3.根据权利要求2所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，由以下重量份组分制备而成：

4.根据权利要求1所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，所述的纳米贝壳粉复合物的制备方法为：向ph为9-10的氨水溶液中加入纳米贝壳粉、纳米碳纤维、纳米二氧化硅粉末、纳米氧化锌粉末，控制温度45-50℃、ph9-10搅拌12-16h，分散均匀，得到混合液，喷雾干燥，制得纳米贝壳粉复合物；所述的纳米贝壳粉、纳米碳纤维、纳米二氧化硅、纳米氧化锌的重量比为10: 0.5-0.7 :1.0-1.3 : 0.1-0.4。

5.根据权利要求4所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，所述的纳米贝壳粉、纳米碳纤维、纳米二氧化硅、纳米氧化锌的重量比为10:0.6:1.1:0.3。

6.根据权利要求4所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，控制温度为46-48℃。

7.根据权利要求1所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，所述海藻酸提取物的制备方法为：将海藻原料粉碎至1×1-2×2cm小方块；加入至ph为9-10碳酸氢钠溶液中，得到混合液；混合液加热至80-85℃，搅拌5-6小时，用盐酸沉淀，然后离心分离，沉淀物烘干。

8.权利要求1所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，所述竹纤维与海藻酸提取物的重量比为3:1。

9.根据权利要求8所述的聚乙烯泡沫材料，其特征在于，n,n’-亚甲基双丙烯酰胺与过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯重量比为1:2。

10.一种如权利要求1至9任一项的聚乙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种聚乙烯泡沫材料及其制备方法，由聚乙烯、纳米贝壳粉复合物、竹纤维、海藻酸提取物、N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺、过氧化(2‑乙基己基)碳酸叔戊酯、除氨剂、偶氮二甲酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三烯丙基异氰脲酸酯、硬脂酸钙等制备得到，本发明制备的聚乙烯泡沫板显著提高产品的强度及可降解性。

技术研发人员：马少怀,苗春燕,焦建培
受保护的技术使用者：石家庄启宏新材料制品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12