CN105037872A - 一种新型珍珠棉材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型珍珠棉材料及其制备方法，所述新型珍珠棉材料按重量份由如下原料组成：LDPE树脂粒料90～100份、丁烷发泡剂2.5～3.2份、分子蒸馏单甘酯1.2～3.0份、滑石粉1.0～2.0份、色母粒0.2～0.8份、抗静电母粒0.6～1.5份和玻璃纤维0.5～1.0份；LDPE树脂粒料为废旧聚乙烯粒料，或者由废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料按照重量比例为90～95：5～10混合组成。本发明可大幅度提升废旧聚乙烯粒料的回收利用率，降低了珍珠棉材料的制备成本，制备得到的珍珠棉材料成本低，在保持现有珍珠棉材料的物理化学性能基础上，还提升了材料的阻燃性和燃烧抑烟性。

Description

一种新型珍珠棉材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑与包装材料，具体是一种新型珍珠棉材料及其制备方法。
背景技术
珍珠棉是非交联闭孔结构，由低密度聚乙烯(LDPE)脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成，具有防震、隔音、保温、隔水防潮及很好的可塑性和韧性等诸多优点，被广泛应用于工业生产的隔音、隔热材料、农用保温材料、水产养殖的漂浮设备、体育用品的防护垫，水上作业救生器材，家庭、建筑地板装修以及家电器具、电脑、音响、工艺品、易碎礼品的外和内包装等等。尤其是珍珠棉废料可反复回收利用，有很好的抗化学性能，不污染环境，被称为是一种新型永不衰退的环保包装材料。随着现代科技进步，珍珠棉正愈来愈显示其优越特性，应用不断在扩大和创新。
现有的珍珠棉存在两大问题：其一是大都采用新聚乙烯(PE)粒子，对其中的助剂要求很高，随着近年来原材料价格的不断提升，珍珠棉制备成本增高；其二是珍珠棉阻燃性、燃烧抑制性相对较差。国家对建筑、包装材料的使用安全性早有着严格规定，由于珍珠棉质量轻、生产场地、仓库占地面积大，现实中因燃放烟花爆竹或电焊作业不当的火花，致使被点燃且燃烧时会释放大量的烟雾，给消防、逃难、救生等工作带来了巨大的困难，使得更多的人失去其宝贵的生命，此类事件，近年来可举不胜举。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本的新型珍珠棉材料及其制备方法，在降低成本的同时，还提升了材料的阻燃性和燃烧抑烟性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型珍珠棉材料，按重量份由如下原料组成：LDPE树脂粒料90～100份、丁烷发泡剂2.5～3.2份、分子蒸馏单甘酯1.2～3.0份、滑石粉1.0～2.0份、色母粒0.2～0.8份、抗静电母粒0.6～1.5份和玻璃纤维0.5～1.0份；
所述的LDPE树脂粒料为废旧聚乙烯粒料，或者由废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料按照重量比例为90～95∶5～10混合组成。
作为本发明进一步的方案：所述的改性聚乙烯粒料，按重量份由如下原料组成：低密度聚乙烯60～65份、氢氧化铝粉35～40份、红磷阻燃剂1.0～1.2份、硬脂酸1.0～1.8份、乙酸乙酯0.3～0.8份、钛酸酯偶联剂0.5～1.0份和硼酸锌0.3～0.6份。
在所述的改性聚乙烯粒料配料中，氢氧化铝是无毒、无公害的无机阻燃剂，具有优异的阻燃及燃烧抑烟性和成炭防熔滴性，将制成的改性聚乙烯粒料与大配比量的废旧聚乙烯粒料混合，成为本发明一种新型珍珠棉材料原料组成的主体，所制备的产品能在高温时吸热脱水而带走燃烧时所产生的热量并起到抑制燃烧所产生的浓烟的独特性能。在改性聚乙烯粒料的制备过程中，对氢氧化铝采用连续活化对其表面进行精细化复合偶联处理，再添加硼酸锌、红磷阻燃剂、硬脂酸等阻燃增效剂，大幅提高其粒子的表面活性和改善分散性，从而提高其阻燃抑烟效果。
所述的改性聚乙烯粒料的制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合25～30min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合8～10min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
本发明所述的一种新型珍珠棉材料，按以上单位重量份所组成的原料，通过传统的珍珠棉制备方法而制成，该新型珍珠棉材料可以是卷材。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可大幅度提升废旧聚乙烯粒料的回收利用率，降低了珍珠棉材料的制备成本，制备得到的珍珠棉材料成本低，尤其在保持现有珍珠棉材料的物理化学性能基础上，还提升了材料的阻燃性和燃烧抑烟性。
本发明完全吻合于国家“以塑代木”、“节能环保”及“安全防范”等国家重大方针政策和发展方向，制备成本低，适于产业规模化生产、增加就业人员、益于众多的关联行业，而且经济效益与社会经济效益高。
附图说明
图1是本发明的新型珍珠棉材料的片材截面示意图；
图2是本发明组分中的改性聚乙烯粒料的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1，一种新型珍珠棉材料，按重量份由如下原料组成：LDPE树脂粒料90～100份、丁烷发泡剂2.5～3.2份、分子蒸馏单甘酯1.2～3.0份、滑石粉1.0～2.0份、色母粒0.2～0.8份、抗静电母粒0.6～1.5份和玻璃纤维0.5～1.0份；
所述的LDPE树脂粒料为废旧聚乙烯粒料，或者由废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料按照重量比例为90～95∶5～10混合组成。
所述LDPE树脂粒料中的改性聚乙烯粒料，按重量份由如下原料组成：低密度聚乙烯60～65份、氢氧化铝粉35～40份、红磷阻燃剂1.0～1.2份、硬脂酸1.0～1.8份、乙酸乙酯0.3～0.8份、钛酸酯偶联剂0.5～1.0份和硼酸锌0.3～0.6份。
请参阅图2，所述的改性聚乙烯粒料的制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合25～30min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合8～10min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
实施例1
本发明实施例中，一种新型珍珠棉材料，由如下按单位重量份的原料组成：
废旧聚乙烯粒料100份、丁烷发泡剂3.1份、分子蒸馏单甘酯3.0份、滑石粉1.9份、色母粒0.4份、抗静电母粒1.3份、玻璃纤维1.0份。
将以上单位重量份的原料组成，按传统的珍珠棉制备方法而制成。该新型珍珠棉材料可以是卷材。
实施例2
本发明实施例中，一种新型珍珠棉材料，由如下按单位重量份的原料组成：
废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料比例为93∶7混合组成的LDPE树脂粒料100份、丁烷发泡剂2.6份、分子蒸馏单甘酯2.3份、滑石粉1.2份、色母粒0.4份、抗静电母粒0.8份、玻璃纤维0.8份。
其中所述原料组成中的改性聚乙烯粒料，优选如下按单位重量份的原料组成：低密度聚乙烯64份、氢氧化铝粉38份、红磷阻燃剂1.1份、硬脂酸1.5份、乙酸乙酯0.6份、钛酸酯偶联剂0.8份、硼酸锌0.5份；其制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合25min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合10min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
将上述新型珍珠棉材料按单位重量份的各组成原料，按传统的珍珠棉制备方法而制成。该新型珍珠棉材料可以是卷材。
实施例3
本发明实施例中，一种新型珍珠棉材料，由如下按单位重量份的原料组成：
废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料比例为90∶10混合组成的LDPE树脂粒料100份、丁烷发泡剂3.0份、分子蒸馏单甘酯2.5份、滑石粉1.4份、色母粒0.4份、抗静电母粒1.0份、玻璃纤维0.6份。
其中所述原料组成中的改性聚乙烯粒料，优选如下按单位重量份的原料组成：低密度聚乙烯64份、氢氧化铝粉38份、红磷阻燃剂1.1份、硬脂酸1.5份、乙酸乙酯0.6份、钛酸酯偶联剂0.8份、硼酸锌0.5份；其制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合30min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合8min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
将上述新型珍珠棉材料按单位重量份的各组成原料，按传统的珍珠棉制备方法而制成。该新型珍珠棉材料可以是卷材。
实施例4
本发明实施例中，一种新型珍珠棉材料，由如下按单位重量份的原料组成：
废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料比例为94与6混合组成的LDPE树脂粒料100份、丁烷发泡剂2.8份、分子蒸馏单甘酯1.8份、滑石粉1.7份、色母粒0.4份、抗静电母粒0.7份、玻璃纤维0.7份。
其中所述原料组成中的改性聚乙烯粒料，优选如下按单位重量份的原料组成：低密度聚乙烯64份、氢氧化铝粉38份、红磷阻燃剂1.1份、硬脂酸1.5份、乙酸乙酯0.6份、钛酸酯偶联剂0.8份、硼酸锌0.5份；其制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合28min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合9min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
将上述新型珍珠棉材料按单位重量份的各组成原料，按传统的珍珠棉制备方法而制成。该新型珍珠棉材料可以是卷材。
实施例5
本发明实施例中，一种新型珍珠棉材料，由如下按单位重量份的原料组成：
废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料比例为92与8混合组成的LDPE树脂粒料100份、丁烷发泡剂2.6份、分子蒸馏单甘酯2.7份、滑石粉1.7份、色母粒0.4份、抗静电母粒1.2份、玻璃纤维0.8份。
其中所述原料组成中的改性聚乙烯粒料，优选如下按单位重量份的原料组成：低密度聚乙烯64份、氢氧化铝粉38份、红磷阻燃剂1.1份、硬脂酸1.5份、乙酸乙酯0.6份、钛酸酯偶联剂0.8份、硼酸锌0.5份；其制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合26min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合10min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
将上述新型珍珠棉材料按单位重量份的各组成原料，按传统的珍珠棉制备方法而制成。该新型珍珠棉材料可以是卷材。
实施例6
本发明实施例中，一种新型珍珠棉材料，由如下按单位重量份的原料组成：
废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料比例为95与5混合组成的LDPE树脂粒料90份、丁烷发泡剂2.5份、分子蒸馏单甘酯1.2份、滑石粉2.0份、色母粒0.2份、抗静电母粒1.5份、玻璃纤维0.5份。
其中所述原料组成中的改性聚乙烯粒料，优选如下按单位重量份的原料组成：低密度聚乙烯60份、氢氧化铝粉40份、红磷阻燃剂1.0份、硬脂酸1.8份、乙酸乙酯0.3份、钛酸酯偶联剂1.0份、硼酸锌0.3份；其制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合25min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合10min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
将上述新型珍珠棉材料按单位重量份的各组成原料，按传统的珍珠棉制备方法而制成。该新型珍珠棉材料可以是卷材。
对上述实施例1～7制备的新型珍珠棉材料，其制成的珍珠棉样本，厚度均为5mm进行性能对比测试，测试的性能标准如下：
①密度：按GB/T6343规定进行，其密度不低于0.018g/cm3；
②压缩永久变形：按GB/T6669方法C规定进行，其压缩永久变形不大于25％；
③压缩应力：按GB/T18942.1方法规定进行，其产品压缩至50％时，压缩应力不小于60kPa；
④拉伸性能：按GB/T1040.3方法规定进行，其要求见下表：
⑤阻燃性：
将试样裁剪成100×100mm，试样数量3件。将试样水平放置半空，使用普通打火机或火柴，使其火焰顶端与试样边缘的距离在5mm±0.5mm，燃烧时间为3秒钟，停止燃烧后，观察三件试样均不能出现有燃烧蔓延的情况为合格。
以上实施例1～7的样本测试结果，全部达到上述标准。其中实施例2～7对比实施例1，在拉伸性能方面有不同程度上的提升；在阻燃性方面，实施例2～7对比实施例1，观察试验现场，明显减少燃烧所产生的浓烟。
本发明可大幅度提升废旧聚乙烯粒料的回收利用率，降低了珍珠棉材料的制备成本，制备得到的珍珠棉材料成本低，尤其在保持现有珍珠棉材料的物理化学性能基础上，还提升了材料的阻燃性和燃烧抑烟性。
本发明完全吻合于国家“以塑代木”、“节能环保”及“安全防范”等国家重大方针政策和发展方向，制备成本低，适于产业规模化生产、增加就业人员、益于众多的关联行业，而且经济效益与社会经济效益高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种新型珍珠棉材料，其特征在于，按重量份由如下原料组成：LDPE树脂粒料90～100份、丁烷发泡剂2.5～3.2份、分子蒸馏单甘酯1.2～3.0份、滑石粉1.0～2.0份、色母粒0.2～0.8份、抗静电母粒0.6～1.5份和玻璃纤维0.5～1.0份；
所述的LDPE树脂粒料为废旧聚乙烯粒料，或者由废旧聚乙烯粒料与改性聚乙烯粒料按照重量比例为90～95∶5～10混合组成。
2.根据权利要求1所述的新型珍珠棉材料，其特征在于，所述的改性聚乙烯粒料，按重量份由如下原料组成：低密度聚乙烯60～65份、氢氧化铝粉35～40份、红磷阻燃剂1.0～1.2份、硬脂酸1.0～1.8份、乙酸乙酯0.3～0.8份、钛酸酯偶联剂0.5～1.0份和硼酸锌0.3～0.6份。
3.根据权利要求2所述的新型珍珠棉材料，其特征在于，所述的改性聚乙烯粒料的制备方法如下：
(1)按上述重量份称取氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌，加入到高速混合机中一起混合；
(2)称取一定份的钛酸酯偶联剂，按比例加入乙酸乙酯稀释2min后，缓缓从加料口中进入到高速混合机中，随同氢氧化铝粉、红磷阻燃剂、硼酸锌一起，再混合25～30min，进行活化处理，形成混合的活化阻燃剂；然后加入低密度聚乙烯、硬脂酸，在高速混合机中再混合8～10min，出料后加入到双螺杆造粒机中挤出造粒、烘干，制成改性聚乙烯粒料。
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