一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，包括以下重量份的原料：聚乙烯15-20份、彈性體5-20份、改性碳酸鈣60-80份、化學發泡劑1-10份、交聯劑0.5-1.5份和物理發泡劑1-5份。本發明還公開一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料的制備方法。本發明的有益效果是：本發明可以制備碳酸鈣填充量高達55～75%的高填充碳酸鈣高回彈軟質發泡聚乙烯材料，在保持發泡材料彈性的基礎上，提高該材料的剛性、硬度和壓縮強度,同時降低材料密度。本發明生產工藝簡單，可極大降低成本，經濟實用。
【專利說明】一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聚乙烯材料，尤其是一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]發泡聚乙烯材料表面光滑，沖擊吸收性優良，緩沖減震性和回彈性優異，拉伸強度高，有優良的化學穩定性、良好的耐環境老化性和耐候性，絕緣，隔熱，而且價格低廉，是目前應用最多的發泡材料。但是目前聚乙烯發泡材料仍存在彎曲強度、壓縮強度和耐熱性差，剛性和硬度低等不足，限制了它的應用。為此，人們常在材料成型加工過程中加入無機填料，一方面可提高發泡聚乙烯材料的剛性、硬度和其他力學性能，另一方面又能降低材料的成本，但是實際得到產品性能還是不理想。
【發明內容】
[0003]本發明的目的之一針對以上所述現有技術存在的不足，提供一種可提高剛性、硬度和壓縮強度，且成本低的高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料及其制備方法。
[0004]本發明的另一目的是提供一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料的制備方法。
[0005]為達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案:一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，包括下重量份數的原料:
[0006]聚乙烯15-20份、彈性體5-20份、改性碳酸鈣60_80份、化學發泡劑1_10份、交聯劑0.5-1.5份和物理發泡劑1-5份。
[0007]所述聚乙烯(PE)可以為低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)中的至少一種。
[0008]所述彈性體為POE、EVA、SEBS, SBS、EPDM、EPR中的至少一種。
[0009]所述改性碳酸鈣為偶聯劑改性碳酸鈣。
[0010]所述偶聯劑改性碳酸鈣的制備方法包括的步驟如下:
[0011](I)將目數大于≥500目的碳酸鈣粉干燥至水分質量比含量<0.1%;
[0012](2)將第(I)步中所制備的碳酸鈣粉與偶聯劑按質量比100:0.5~3加入到高速攪拌混合機中，混合5~20分鐘。
[0013]所述偶聯劑可以為鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑和鋁鋯酸酯偶聯劑的一種或多種混合物。
[0014]所述改性碳酸鈣的目數≥500目。
[0015]所述化學發泡劑為偶氮二甲酰胺、氧化鋅、硬脂酸鋅按照質量比1: (1-1.5):(0.15-2)混合組成。
[0016]所述交聯劑包括過氧化二異丙苯或者2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁過氧基)己烷。
[0017]所述物理發泡劑為可膨脹微球發泡劑，是日本松本公司生產的一種新型的特種發泡劑，可膨脹微球發泡劑是一種乳白色的微小球狀塑料顆粒，直徑10-30微米。當加熱的一定溫度時，熱塑性殼體軟化，殼體里面的氣體膨脹，發泡劑的體積可以增大到自身的幾十倍，同時核殼結構并不破壞，從而達到發泡的效果。
[0018]上述的高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料的制備方法，包括以下步驟:
[0019]I)將改性碳酸鈣干燥至水分質量比含量< 0.1% ；
[0020]2)將聚乙烯與彈性體置于開煉機中進行塑煉，塑煉溫度110~120°C，塑煉時間2~5分鐘；
[0021]3)將改性碳酸鈣、物理發泡劑、化學發泡劑、交聯劑按順序加入上步的體系進行混煉，混煉溫度120~130°C，混煉時間10~15分鐘；
[0022]4)將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在160~180°C，5~15MPa條件下熱壓發泡5~15分鐘，開模取出，輕壓定型即可制得發泡聚乙烯材料；或將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在145~165°C，5~15MPa條件下發泡3~10分鐘，冷卻至室溫脫模，將脫模后的發泡物在170~180°C下二次發泡5~10分鐘即可制得發泡聚乙烯材料。
[0023]與現有技術相比，本發明的有益效果是:可以制備碳酸鈣填充量高達55~75%的高填充碳酸鈣高回彈軟質發泡聚乙烯材料，在保持發泡材料彈性的基礎上，提高該材料的剛性、硬度和壓縮強度，同時降低材料密度。本發明生產工藝簡單，可極大降低成本，經濟實用。
【具體實施方式】
[0024]以下結合具體實施例對本 發明進行詳細的說明。
[0025]實施例1
[0026]一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，包括以下重量份的原料:
[0027]聚乙烯16份、彈性體6份、改性碳酸鈣61份、化學發泡劑2份、交聯劑0.6份和物理發泡劑2份。
[0028]實施例2
[0029]一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，包括以下重量份的原料:
[0030]聚乙烯19份、彈性體19份、改性碳酸鈣79份、化學發泡劑9份、交聯劑1.4份和物理發泡劑4份。
[0031]實施例3
[0032]一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，包括以下重量份的原料:
[0033]聚乙烯15份、彈性體13份、改性碳酸鈣71份、化學發泡劑6份、交聯劑1.1份和物理發泡劑3份。
[0034]其中，所述聚乙烯(PE)可以為低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)中的至少一種或者低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)的質量比為1:(0-1.0):(0.5-2)。
[0035]所述彈性體為POE、EVA、SEBS, EPDM中的一種。
[0036]所述改性碳酸鈣為偶聯劑改性碳酸鈣，所述改性碳酸鈣的目數> 500目。
[0037]所述化學發泡劑為偶氮二甲酰胺、氧化鋅、硬脂酸鋅按照質量比1: (1-1.5):(0.15-2)混合組成。優選的，所述化學發泡劑為偶氮二甲酰胺、氧化鋅、硬脂酸鋅按照質量比1:1.3:1.5混合組成，此配比可以使混合物在160-180°c下快速穩定發泡。所述交聯劑包括過氧化二異丙苯或者2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁過氧基)己烷。所述物理發泡劑為可膨脹微球發泡劑，優選，日本松本公司生產的型號為MSH-500的可膨脹微球發泡劑，可膨脹微球發泡劑是一種乳白色的微小球狀塑料顆粒，直徑10-30微米。當加熱的一定溫度時，熱塑性殼體軟化，殼體里面的氣體膨脹，發泡劑的體積可以增大到自身得幾十倍，同時核殼結構并不破壞，從而達到發泡的效果。
[0038]上述高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料的制備方法，包括以下步驟:
[0039]I)將改性碳酸鈣干燥至水分質量比含量≤ 0.1% ；
[0040]2)將聚乙烯與彈性體置于開煉機中進行塑煉，塑煉溫度110~120°C，塑煉時間2~5分鐘；
[0041]3)將改性碳酸鈣、物理發泡劑、化學發泡劑、交聯劑按順序加入上步的體系進行混煉，混煉溫度120~130°C，混煉時間10~15分鐘；
[0042]4)將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在160~180°C，5~15MPa條件下熱壓發泡5~15分鐘，開模取出，輕壓定型即可制得發泡聚乙烯材料；或將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在145~165°C，5~15MPa條件下發泡3~10分鐘，冷卻至室溫脫模，將脫模后的發泡物在170~180°C下二次發泡5~10分鐘即可制得發泡聚乙烯材料。
[0043]優選的，上述高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料的制備方法，包括以下步驟:
[0044]I)將改性碳酸鈣干燥至水分質量比含量≤ 0.1% ；
[0045]2)將聚乙烯與彈性體置于開煉機中進行塑煉，塑煉溫度115_120°C，塑煉時間4分鐘；
[0046]3)將改性碳酸鈣、物理發泡劑、化學發泡劑、交聯劑按順序加入上步的體系進行混煉，混煉溫度125°C，混煉時間13分鐘；
[0047]4)將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在170°C，IOMPa條件下熱壓發泡10分鐘，開模取出，輕壓定型即可制得發泡聚乙烯材料；或將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在155°c，IOMPa條件下發泡7分鐘，冷卻至室溫脫模，將脫模后的發泡物在175°C下二次發泡8分鐘即可制得發泡聚乙烯材料。
[0048]實施例4
[0049]首先取50克低密度聚乙烯和50克POE混合均勻放入雙輥開煉機115°C塑煉3分鐘，再依次加入200克500目的鈦酸酯改性碳酸鈣(鈦酸酯偶聯劑型號:AT2-TMC-311w)，5克物理發泡劑，6克偶氮二甲酰胺、4克氧化鋅、I克硬脂酸鋅、0.5克過氧化二異丙苯在130°C混煉15分鐘。然后將混煉后的物料置于模具中，再將模具放入平板硫化機中，在165°C, IOMPa下反應10分鐘，開模將材料取出，輕壓冷卻即制得目標發泡材料。
[0050]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例，應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本發明構思在現有技術基礎上通過邏輯分析、推理或者根據有限的實驗可以得到的技術方案，均應該在由本權利要求書所確定的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的原料: 聚乙烯15-20份、彈性體5-20份、改性碳酸鈣60-80份、化學發泡劑1_10份、交聯劑0.5-1.5份和物理發泡劑1-5份。
2.按照權利要求1所述的一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，其特征在于，所述聚乙烯為低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯中的至少一種。
3.按照權利要求1所述的一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，其特征在于，所述彈性體為POE、EVA、SEBS, SBS、EPDM、EPR中的至少一種。
4.按照權利要求1所述的一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，其特征在于，所述改性碳酸鈣為偶聯劑改性碳酸鈣，所述改性碳酸鈣的目數> 500目。
5.按照權利要求1所述的一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，其特征在于，所述化學發泡劑為偶氮二甲酰胺、氧化鋅、硬脂酸鋅按照質量比1: (1-1.5): (0.15-2)混合組成。
6.按照權利要求1所述的一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，其特征在于，所述交聯劑包括過氧化二異丙苯或者2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁過氧基)己烷。
7.按照權利要求1所述的一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料，其特征在于，所述物理發泡劑為可膨脹微球發泡劑。
8.按照權利要求1-7任一所述的一種高填充高回彈軟質發泡聚乙烯材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將改性碳酸鈣干燥至水分質量比含量<0.1% ； 2)將聚乙烯與彈性體置于開煉機中進行塑煉，塑煉溫度110~120°C，塑煉時間2~5分鐘； 3)將改性碳酸鈣、物理發泡劑、化學發泡劑、交聯劑按順序加入上步的體系進行混煉，混煉溫度120~130°C，混煉時間10~15分鐘； 4)將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在160~180°C，5~15MPa條件下熱壓發泡5~15分鐘，開模取出，輕壓定型即可制得發泡聚乙烯材料；或將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機中，在145~165°C，5~15MPa條件下發泡3~10分鐘，冷卻至室溫脫模，將脫模后的發泡物在170~180°C下二次發泡5~10分鐘即可制得發泡聚乙烯材料。
【文檔編號】C08L23/06GK103694542SQ201310746830
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】曾聰 申請人:廣州石頭造環保科技有限公司