CN102464823B - 一种发泡体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发泡体，该发泡体是由高发泡材料与低发泡材料形成的异相混合物，所述低发泡材料包含：基体树脂100份，发泡剂10～30份，阻燃体10～100份；所述高发泡材料包含：基体树脂46～380份，发泡剂5-160份；其中，所述高发泡材料所含的基体树脂的熔点高于所述低发泡材料所含基体树脂的熔点。本发明发泡体包括高发泡材料与低发泡材料，高发泡材料以小颗粒形式散布于低发泡材料内部，在发泡体膨胀发泡时，高发泡颗粒以较大的发泡倍率发泡，低发泡材料以相对较小的发泡倍率发泡，从而可使本发明发泡体整体上提高发泡倍率。

Description

一种发泡体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种发泡体及其制备方法，尤其涉及一种发泡膨胀倍率高、密度小、生产成本较低的发泡体及其制备方法。

背景技术

中国发明公开第CN1786065A号揭示了一种烯烃类树脂及烯烃类热塑性弹体高阻燃发泡体及制造方法，其组分和配比如下：无卤素阻燃体10～100份，基体树脂100份，发泡剂10～30份，交联剂0.1～1份或辐射20～60kGy。

然而，上述烯烃类树脂及烯烃类热塑性弹体高阻燃发泡体的发泡膨胀倍率仅为10-20倍，发泡倍率低，密度大，成本较高。

因此，迫切需要一种发泡膨胀倍率高、密度小、生产成本较低的发泡体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发泡膨胀倍率高、密度小、生产成本较低的发泡体及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种发泡体，该发泡体是由高发泡材料与低发泡材料形成的异相混合物，所述低发泡材料包含：基体树脂100份，发泡剂10～30份，阻燃体10～100份；所述高发泡材料包含：基体树脂46～380份，发泡剂5-160份；其中，所述高发泡材料所含的基体树脂的熔点高于所述低发泡材料所含基体树脂的熔点。

优选地，为提高本发明发泡体的阻燃性，所述高发泡材料还包含无卤阻燃体，所述低发泡材料包含的阻燃体为无卤阻燃体，以实现环保目的，解决了发泡体在回收处理和环境荷尔蒙等方面存在的问题。

优选地，所述无卤阻燃体是由膨胀型阻燃剂10～50份、磷系阻燃剂1～30份、无机阻燃剂1～20份组成。

优选地，所述膨胀型阻燃剂包括膨胀石墨、三聚氰胺、多聚磷酸铵或磷酸三氯氰胺中的一种或若干种。

优选地，所述磷系阻燃剂包括磷系化合物聚磷酸胺、聚磷酸脂、红磷中的一种或若干种。

优选地，所述无机阻燃剂包括氢氧化铝、硼酸锌或氢氧化镁中的一种或若干种。

优选地，所述高发泡材料和低发泡材料包含的基体树脂包括聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂或烯烃类热塑性弹性体中的一种或若干种。

优选地，所述聚乙烯类树脂包括低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或若干种。

优选地，所述聚丙烯类树脂包括等规聚丙烯、无规聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物中的一种或若干种。

优选地，所述烯烃类热塑性弹性体包括三元乙丙橡胶/聚乙烯热塑性弹性体、三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体中的一种或若干种、天然橡胶/聚乙烯热塑性弹性体、天然橡胶/聚丙烯热塑性弹性体中的一种或若干种。

优选地，所述低发泡材料中还含有发泡助剂。

优选地，所述发泡助剂是硬酯酸锌酯、硬脂酸钙或活性氧化锌中的一种或若干种。

优选地，所述基体树脂是聚丙烯类树脂时，加入0.1～10份交联助剂。

优选地，所述交联助剂是过氧化苯基引发剂或二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸（1，6-已二醇）酯、二甲基丙烯酸（1，9-壬二醇）酯多官能单体交联助剂的一种或若干种。

优选地，所述高发泡材料还包含交联剂、交联助剂。

为实现上述目的，本发明提供一种发泡体的制备方法，包括：

步骤一，将低发泡材料挤出形成低发泡颗粒，高发泡材料挤出形成高发泡颗粒；

步骤二，将步骤一中所述低发泡颗粒通过加工设备的低发泡材料入口进入加工设备内，加工设备加热温度为120～200℃；

步骤三，低发泡颗粒在加工设备中加热形成熔融状态时，将高发泡颗粒通过加工设备的高发泡材料入口加入加工设备内，并加热至160～260℃；

步骤四，高发泡颗粒共混于低发泡熔融体中加工形成所述发泡体。

优选地，还包括将形成后的发泡体进行辐照。

综上所述，本发明发泡体包括高发泡材料与低发泡材料，高发泡材料以小颗粒形式散布于低发泡材料内部，在发泡体膨胀发泡时，高发泡颗粒以较大的发泡倍率发泡，低发泡材料以相对较小的发泡倍率发泡，从而可使本发明发泡体整体上提高发泡倍率。

尤其是，高发泡材料与低发泡材料均含无卤阻燃体时，本发明发泡体不仅可整体提高发泡倍率，而且可达到较高的阻燃等级，解决了在无卤发泡体中一直存在的发泡倍率大阻燃性降低或者是阻燃性提高发泡倍率降低的矛盾，是一种无卤高阻燃高发泡的发泡体。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、配方比例、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

本发明提供一种发泡体，该发泡体是由高发泡材料与低发泡材料形成的异相混合物，本说明书所称高发泡材料与低发泡材料，就该两种发泡材料而言，其中发泡率高的材料称为高发泡材料，发泡率低的材料称为低发泡材料，所述低发泡材料包含：基体树脂100份，发泡剂10～30份，阻燃体10～100份；所述高发泡材料包含：基体树脂46～380份，发泡剂5-160份。

所述高发泡材料和低发泡材料中的基体树脂包括聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂或烯烃类热塑性弹性体中的一种或若干种，其中高发泡材料所含的基体树脂的熔点高于低发泡材料所含基体树脂的熔点。

所述聚乙烯类树脂包括低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物中的一种或若干种。

所述聚丙烯类树脂包括等规聚丙烯、无规聚丙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物中的一种或若干种。

所述烯烃类热塑性弹性体包括三元乙丙橡胶/聚乙烯热塑性弹性体、三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体、天然橡胶/聚乙烯热塑性弹性体、天然橡胶/聚丙烯热塑性弹性体中的一种或若干种。

本发明发泡体的配比是以低发泡材料中的基体树脂为基准，低发泡材料的配比说明如下：

在100份上述烯烃类树脂或烯烃类热塑性弹性体中加入10～100份无卤阻燃体，发泡剂10～30份。所述无卤阻燃体是由膨胀型阻燃剂10～50份、磷系阻燃剂1～30份、无机阻燃剂1～20份组成。如果无卤阻燃体加入量低于10份，则得不到难燃发泡体，如果高于100份，则得不到理想的发泡体。

膨胀型阻燃剂可以选用膨胀石墨、三聚氰胺、多聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺中的一种或若干种，主要选膨胀石墨，膨胀石墨含有石英类和云母类两种，石英类对加工设备容易造成很大的磨损，因此选择云母类的石墨为宜。云母类石墨的细度是30～200目，细度越小膨胀率越高，其阻燃效果也增加，但细度越小，其发泡性受到很大制约，因此选用细度40～80目的云母类膨胀石墨为宜。

磷系阻燃剂包括磷系化合物，可以选用红磷、磷酸胺、磷酸酯中的一种或若干种，主要选用红磷，要求红磷含量大于98.5％，细度为300～500目，不溶物小于0.25％。

无机阻燃剂，可以选用氢氧化镁、硼酸锌或氢氧化铝中的一种或若干种，主要选用氢氧化镁，要求氢氧化镁的含量大于99％。平均粒子径为1.25目，白度大于95％。

发泡剂可选用无机发泡剂和有机发泡剂，无机发泡剂可选用碳酸钠、过氧过氢等，有机发泡剂可选用偶氮类化合物和亚硝基化合物，偶氮类化合物如偶氮二甲酰胺，亚硝基化合物如发泡剂H。

所述高发泡材料包含基体树脂46～380份，发泡剂5～160份，这里的基体树脂、发泡剂与低发泡材料中的基体树脂、发泡剂种类相同，不同之处在于：高发泡材料包含的基体树脂的熔点高于低发泡材料中所含的基体树脂，其熔点温度可高于10～20℃，这里优选烯烃类树脂，例如聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂，发泡剂选用偶氮类化合物。

为提高本发明发泡体的阻燃性，高发泡材料还可包含阻燃体，这里优选无卤阻燃体，以达到环保目的，解决发泡体在回收处理和环境荷尔蒙等方面存在的问题。

在低发泡材料和高发泡材料组成物中，除烯烃类树脂及烯烃类热塑性弹性体、无卤阻燃剂、发泡剂外，为了提高基体与膨胀石墨的相容性，可加入乙烯类共聚物。

低发泡材料和高发泡材料还可包含发泡助剂0.1～10份。发泡助剂是硬酯酸锌、硬脂酸钙或活性氧化锌中的一种或两种以上助剂共混使用。发泡助剂可提高发泡体的性能，同时还可使发泡体的发泡分解温度降低。

对于发泡体可采用化学交联法或辐照交联法使发泡体性能增强。若采用化学交联法，低发泡材料还要加入交联剂，最好再加入交联助剂，特别是基体树脂是聚丙烯类树脂时，加入0.1～10份交联助剂。所述交联助剂是过氧化苯基引发剂或二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸（1，6-已二醇）酯、二甲基丙烯酸（1，9-壬二醇）酯多官能单体交联助剂的一种或若干种。

本发明提供一种发泡体的制备方法，包括：

步骤一，将低发泡材料挤出形成低发泡颗粒，高发泡材料挤出形成高发泡颗粒；

步骤二，将步骤一中所述低发泡颗粒通过加工设备（例如挤出机）的低发泡材料入口进入加工设备内，加工设备加热温度为120～200℃；

步骤三，低发泡颗粒在加工设备中加热形成熔融状态时，将高发泡颗粒通过加工设备的高发泡材料入口加入到加工设备内，并加热至160～260℃；

步骤四，因高发泡材料的熔点高于低发泡材料的熔点，高发泡颗粒在低发泡材料的熔融温度范围不发生熔融而是以小颗粒形式共混于低发泡熔融体中加工形成所述发泡体。

这里所述的加工设备具有两个入料口，一个是低发泡材料入口，另一个是高发泡材料入口。

当采用挤出法时，上述步骤二、步骤三中所述的加工设备为挤出机，即采用挤出机挤出形成所述发泡体。

当采用注射法时，上述步骤二、步骤三中所述的加工设备为注射机，即采用注塑机注塑形成所述发泡体。

当然，上述步骤二、步骤三中所述的加工设备根据需要亦可为其他加工设备，例如压延机等，凡是能加工形成所述发泡体的设备即可，这里不再赘述。

若不采用化学交联法对发泡体进行交联，还包括将形成后的发泡体进行辐照。

本发明发泡体因高发泡材料以小颗粒形式散布于低发泡材料内部，在发泡体膨胀发泡时，高发泡颗粒以较大的发泡倍率发泡，低发泡材料以相对较小的发泡倍率发泡，从而可使本发明发泡体整体上提高发泡倍率。

以下记载了本发明发泡体的几种实施方式，除另有说明，所有份数均以重量计：

实施方式一：低发泡材料中取低密度聚乙烯100份、膨胀石墨10份、红磷1份、氢氧化铝1份、发泡剂ADCA（别名AC、ADC）10份、氧化锌0.8份、抗氧剂（1010）0.6份；高发泡材料中取高密度聚乙烯200份、发泡剂ADCA80份，按照上述发泡体的制备方法制得发泡体。

实施方式二：低发泡材料中取低密度聚乙烯100份、膨胀石墨10份、红磷1份、氢氧化铝1份、发泡剂ADCA10份、氧化锌0.8份、抗氧剂（1010）0.6份；高发泡材料中取高密度聚乙烯200份、膨胀石墨5份、红磷3份、氢氧化铝2份、发泡剂ADCA80份，按照上述发泡体的制备方法制得发泡体。

实施方式三：低发泡材料中取中密度聚乙烯100份、膨胀石墨20份、红磷1份、氢氧化铝8份、发泡剂ADCA15份、氧化锌0.8份、抗氧剂（1010）1.0份；高发泡材料中取高密度聚乙烯46份、膨胀石墨2份、红磷2份、氢氧化铝2份、发泡剂ADCA5份，按照上述发泡体的制备方法制得发泡体。

实施方式四：低发泡材料中取无规聚丙烯100份、膨胀石墨40份、红磷10份、氢氧化铝20份、发泡剂ADCA16份、氧化锌1.0份、抗氧剂（1010）1.0份；高发泡材料中取丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物100份、膨胀石墨20份、红磷12份、氢氧化铝18份、发泡剂ADCA60份、氧化锌1.2份、抗氧剂（1010）1.0份，按照上述发泡体的制备方法制得发泡体。

实施方式五：低发泡材料中取无规聚丙烯100份、膨胀石墨40份、红磷30份、氢氧化铝30份、发泡剂ADCA30份、氧化锌1.0份、抗氧剂（1010）1.0份；高发泡材料中取丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物380份、膨胀石墨50份、红磷30份、氢氧化铝20份、发泡剂ADCA160份、氧化锌1.2份、抗氧剂（1010）1.0份，按照上述发泡体的制备方法制得发泡体。

经实验测试，实施方式一至实施方式五制得的发泡体的发泡倍率可达30倍以上，且发泡均匀，与单纯采用普通发泡材料制得发泡倍率在10～20倍发泡体相比，本发明发泡体的发泡率大大提高，而且解决了在无卤发泡体中一直存在的发泡倍率大阻燃性降低或者是阻燃性提高发泡倍率降低的矛盾，燃烧性能达到GB8624-2006<<建筑材料燃烧性能分级方法>>中的A2级，是一种无卤高阻燃高发泡的发泡体。

本发明并不局限于上述具体实施方式，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种发泡体，其特征在于：该发泡体是由高发泡材料与低发泡材料形成的异相混合物，所述低发泡材料包含：基体树脂100份，发泡剂10～30份，阻燃体10～100份；所述高发泡材料包含：基体树脂46～380份，发泡剂5-160份；其中，高发泡材料以小颗粒形式散布于低发泡材料内部，所述高发泡材料所含的基体树脂的熔点高于所述低发泡材料所含基体树脂的熔点。

2.如权利要求1所述的发泡体，其特征在于：所述高发泡材料还包含无卤阻燃体，所述低发泡材料包含的阻燃体为无卤阻燃体。

3.如权利要求2所述的发泡体，其特征在于：所述无卤阻燃体是由膨胀型阻燃剂10～50份、磷系阻燃剂1～30份、无机阻燃剂1～20份组成。

4.如权利要求3所述的发泡体，其特征在于：所述膨胀型阻燃剂包括膨胀石墨、三聚氰胺或多聚磷酸铵中的一种或若干种。

5.如权利要求3所述的发泡体，其特征在于：所述磷系阻燃剂包括磷系化合物聚磷酸铵、聚磷酸酯、红磷中的一种或若干种。

6.如权利要求3所述的发泡体，其特征在于：所述无机阻燃剂包括氢氧化铝、硼酸锌或氢氧化镁中的一种或若干种。

7.如权利要求2所述的发泡体，其特征在于：所述高发泡材料和低发泡材料包含的基体树脂包括聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂或烯烃类热塑性弹性体中的一种或若干种。

8.如权利要求7所述的发泡体，其特征在于：所述聚乙烯类树脂包括低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的一种或若干种。

9.如权利要求7所述的发泡体，其特征在于：所述聚丙烯类树脂包括等规聚丙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯无规共聚物、丙烯-乙烯-丁烯无规共聚物中的一种或若干种。

10.如权利要求7所述的发泡体，其特征在于：所述烯烃类热塑性弹性体包括三元乙丙橡胶/聚乙烯热塑性弹性体、三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体中的一种或若干种、天然橡胶/聚乙烯热塑性弹性体、天然橡胶/聚丙烯热塑性弹性体中的一种或若干种。

11.如权利要求1所述的发泡体，其特征在于：所述低发泡材料中还含有发泡助剂。

12.如权利要求11所述的发泡体，其特征在于：所述发泡助剂是硬脂酸钙或活性氧化锌中的一种或若干种。

13.如权利要求1至12中任一项所述的发泡体，其特征在于：所述高发泡材料还包含交联剂、交联助剂。

14.如权利要求1至12中任一所述的发泡体的制备方法，包括：

　　步骤一，将低发泡材料挤出形成低发泡颗粒，高发泡材料挤出形成高发泡颗粒；

步骤二，将步骤一中所述低发泡颗粒通过加工设备的低发泡材料入口进入加工设备内，加工设备加热温度为120～200℃；

步骤三，低发泡颗粒在加工设备中加热形成熔融状态时，将高发泡颗粒通过加工设备的高发泡材料入口加入到加工设备内，并加热至160～260℃；

步骤四，高发泡颗粒共混于低发泡熔融体中加工形成所述发泡体。

15.如权利要求14中所述的发泡体的制备方法，其特征在于：还包括将形成后的发泡体进行辐照。