CN109776925A - 一种高强度发泡聚乙烯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度发泡聚乙烯,包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯（LDPE）20～30份、线性低密度聚乙烯（LLDPE）20～30份、弹性体5～20份、改性碳酸钙15～25份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂10～20份、钛酸酯偶联剂10～20份、2,5‑二甲基‑2,5‑二（叔丁过氧基）己烷交联剂5～15份、阻燃剂10～15份、硬脂酸钙热稳定剂10～20份、FRP复合材料20～30份，在原料中加入FRP复合材料和改性碳酸钙，提高了发泡聚乙烯的强度，同时在原料中加入阻燃剂和硬脂酸钙热稳定剂，提高了其阻燃性能以及热稳定性，在制备方法中利用γ射线照射发泡聚乙烯，提高其耐热性和机械强度，同时还可以提高硬度。
Description
技术领域
本发明涉及发泡聚乙烯技术领域，尤其涉及一种高强度发泡聚乙烯。
背景技术
发泡聚乙烯材料表面光滑，冲击吸收性优良，缓冲减震性和回弹性优异，拉伸强度高，有优良的化学稳定性、良好的耐环境老化性和耐候性，绝缘，隔热，而且价格低廉，是目前应用最多的发泡材料。但是目前聚乙烯发泡材料仍存在阻燃性和耐热性差，硬度低等不足，限制了它的应用。
因此，我们提出了一种高强度发泡聚乙烯用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的阻燃性和耐热性差以及强度低的缺点，而提出的一种高强度发泡聚乙烯。
一种高强度发泡聚乙烯，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯（LDPE）20～30份、线性低密度聚乙烯（LLDPE）20～30份、弹性体5～20份、改性碳酸钙15～25份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂10～20份、钛酸酯偶联剂10～20份、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂5～15份、阻燃剂10～15份、硬脂酸钙热稳定剂10～20份、FRP复合材料20～30份；
所述一种高强度发泡聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
S1、将改性碳酸钙研磨成粉并干燥至水分含量≤0.1%；
S2、将干燥后的改性碳酸钙粉与钛酸酯偶联剂按质量比100：3进行充分的混合，得偶联剂改性碳酸钙；
S3、将LDPE、LLDPE与弹性体置于开炼机中进行塑炼，塑炼温度110～120℃，塑炼时间2～5分钟；
S4、将S2中制得的偶联剂改性碳酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂、阻燃剂、硬脂酸钙热稳定剂和FRP复合材料按顺序加入S3中进行混炼；
S5、将混炼后的物料放在模具中，将模具置于平板硫化机中，发泡3～10分钟，冷却至室温脱模，将脱模后的发泡物二次发泡5～10分钟即可制得发泡聚乙烯，再利用γ射线照射5～10分钟，制得高强度发泡聚乙烯。
优选的，所述弹性体是由平均相对分子质量为600～4000的长链多元醇——聚醚或聚酯、相对分子质量为61～400的扩链剂和多异氰酸酯加成聚合而成，并且长链多元醇、扩链剂和多异氰酸酯的聚合比例为1:1:2。
优选的，所述阻燃剂为尿素、双氰胺与磷酸酯组成的混合物，其中尿素、双氰胺与磷酸酯在阻燃剂中所占比例为1:1:1。
优选的，所述FRP复合材料主要由增强纤维和基体组成，增强纤维是由碳纤维与玻璃纤维混合而成，并且碳纤维和玻璃纤维的混合比例为1:1，基体是由环氧树脂与酚醛树脂混合而成，并且环氧树脂和酚醛树脂的混合比例为1:1。
优选的，所述S4中混炼温度120～130℃，混炼时间10～15分钟。
优选的，所述S5中发泡条件为145～165℃，5～15MPa，二次发泡的温度为170～180℃。
本发明的有益效果是：
1、本发明在原料中加入FRP复合材料和改性碳酸钙，提高了发泡聚乙烯的强度，同时在原料中加入阻燃剂和硬脂酸钙热稳定剂，提高了其阻燃性能以及热稳定性。
2、本发明在制备方法中利用γ射线照射发泡聚乙烯，使其内部分子产生架桥结构（分子与分子之间形成连结点），提高其耐热性和机械强度，同时还可以提高硬度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一（不加FRP复合材料，也不进行γ射线照射）：
一种高强度发泡聚乙烯，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯（LDPE）15份、线性低密度聚乙烯（LLDPE）15份、弹性体10份、改性碳酸钙20份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂15份、钛酸酯偶联剂15份、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂10份、阻燃剂13份、硬脂酸钙热稳定剂15份；
一种高强度发泡聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
S1、将改性碳酸钙研磨成粉并干燥至水分含量≤0.1%；
S2、将干燥后的改性碳酸钙粉与钛酸酯偶联剂按质量比100：3进行充分的混合，得偶联剂改性碳酸钙；
S3、将LDPE、LLDPE与弹性体置于开炼机中进行塑炼，塑炼温度115℃，塑炼时间5分钟；
S4、将S2中制得的偶联剂改性碳酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂、阻燃剂、硬脂酸钙热稳定剂和FRP复合材料按顺序加入S3中进行混炼，混炼温度125℃，混炼时间15分钟；
S5、将混炼后的物料放在模具中，将模具置于平板硫化机中，155℃，10MPa条件下发泡6分钟，冷却至室温脱模，将脱模后的发泡物二次发泡10分钟即可制得发泡聚乙烯。
然后用规定的钢材压头对发泡聚乙烯施加初试验力，接着再施加主试验力，计算两次试验力作用下压头压入的深度差h，再利用计算出发泡聚乙烯的硬度值HR（其中k为常数，且用钢材压头时k=130，c为常数，约等于0.002mm）。
实施例二（加FRP复合材料，但不进行γ射线照射）：
一种高强度发泡聚乙烯，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯（LDPE）15份、线性低密度聚乙烯（LLDPE）15份、弹性体10份、改性碳酸钙20份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂15份、钛酸酯偶联剂15份、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂10份、阻燃剂13份、硬脂酸钙热稳定剂15份，FRP复合材料25份；
一种高强度发泡聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
S1、将改性碳酸钙研磨成粉并干燥至水分含量≤0.1%；
S2、将干燥后的改性碳酸钙粉与钛酸酯偶联剂按质量比100：3进行充分的混合，得偶联剂改性碳酸钙；
S3、将LDPE、LLDPE与弹性体置于开炼机中进行塑炼，塑炼温度115℃，塑炼时间5分钟；
S4、将S2中制得的偶联剂改性碳酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂、阻燃剂、硬脂酸钙热稳定剂和FRP复合材料按顺序加入S3中进行混炼，混炼温度125℃，混炼时间15分钟；
S5、将混炼后的物料放在模具中，将模具置于平板硫化机中，155℃，10MPa条件下发泡6分钟，冷却至室温脱模，将脱模后的发泡物二次发泡10分钟即可制得发泡聚乙烯。
然后用规定的钢材压头对发泡聚乙烯施加初试验力，接着再施加主试验力，计算两次试验力作用下压头压入的深度差h，再利用计算出发泡聚乙烯的硬度值HR（其中k为常数，且用钢材压头时k=130，c为常数，约等于0.002mm）。
实施例三（不加FRP复合材料，但进行γ射线照射）：
一种高强度发泡聚乙烯，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯（LDPE）15份、线性低密度聚乙烯（LLDPE）15份、弹性体10份、改性碳酸钙20份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂15份、钛酸酯偶联剂15份、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂10份、阻燃剂13份、硬脂酸钙热稳定剂15份；
一种高强度发泡聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
S1、将改性碳酸钙研磨成粉并干燥至水分含量≤0.1%；
S2、将干燥后的改性碳酸钙粉与钛酸酯偶联剂按质量比100：3进行充分的混合，得偶联剂改性碳酸钙；
S3、将LDPE、LLDPE与弹性体置于开炼机中进行塑炼，塑炼温度115℃，塑炼时间5分钟；
S4、将S2中制得的偶联剂改性碳酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂、阻燃剂、硬脂酸钙热稳定剂和FRP复合材料按顺序加入S3中进行混炼，混炼温度125℃，混炼时间15分钟；
S5、将混炼后的物料放在模具中，将模具置于平板硫化机中，155℃，10MPa条件下发泡6分钟，冷却至室温脱模，将脱模后的发泡物二次发泡10分钟，再利用γ射线照射5～10分钟即可制得发泡聚乙烯。
然后用规定的钢材压头对发泡聚乙烯施加初试验力，接着再施加主试验力，计算两次试验力作用下压头压入的深度差h，再利用计算出发泡聚乙烯的硬度值HR（其中k为常数，且用钢材压头时k=130，c为常数，约等于0.002mm）。
实施例四（加FRP复合材料，也进行γ射线照射）：
一种高强度发泡聚乙烯，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯（LDPE）15份、线性低密度聚乙烯（LLDPE）15份、弹性体10份、改性碳酸钙20份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂15份、钛酸酯偶联剂15份、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂10份、阻燃剂13份、硬脂酸钙热稳定剂15份，FRP复合材料25份；
一种高强度发泡聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
S1、将改性碳酸钙研磨成粉并干燥至水分含量≤0.1%；
S2、将干燥后的改性碳酸钙粉与钛酸酯偶联剂按质量比100：3进行充分的混合，得偶联剂改性碳酸钙；
S3、将LDPE、LLDPE与弹性体置于开炼机中进行塑炼，塑炼温度115℃，塑炼时间5分钟；
S4、将S2中制得的偶联剂改性碳酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂、阻燃剂、硬脂酸钙热稳定剂和FRP复合材料按顺序加入S3中进行混炼，混炼温度125℃，混炼时间15分钟；
S5、将混炼后的物料放在模具中，将模具置于平板硫化机中，155℃，10MPa条件下发泡6分钟，冷却至室温脱模，将脱模后的发泡物二次发泡10分钟，再利用γ射线照射5～10分钟即可制得发泡聚乙烯。
然后用规定的钢材压头对发泡聚乙烯施加初试验力，接着再施加主试验力，计算两次试验力作用下压头压入的深度差h，再利用计算出发泡聚乙烯的硬度值HR（其中k为常数，且用钢材压头时k=130，c为常数，约等于0.002mm）。
由实施例一～实施例四可知，发泡聚乙烯的硬度值中h越小，则发泡聚乙烯的硬度
就越高（即发泡聚乙烯的强度越大），具体情况如下表所示：
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | |
| 硬度 | 低 | 略高 | 略高 | 很高 |
| 强度 | 小 | 略大 | 略大 | 很大 |
由上表可知，在发泡聚乙烯的原料加入FRP复合材料以及在制备过程中利用发射线照射都能使发泡聚乙烯的强度增大，而且同时使用其强度也会大幅度增加。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高强度发泡聚乙烯，其特征在于，包括以下重量份的原料：低密度聚乙烯（LDPE）20～30份、线性低密度聚乙烯（LLDPE）20～30份、弹性体5～20份、改性碳酸钙15～25份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂10～20份、钛酸酯偶联剂10～20份、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂5～15份、阻燃剂10～15份、硬脂酸钙热稳定剂10～20份、FRP复合材料20～30份；
所述一种高强度发泡聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
S1、将改性碳酸钙研磨成粉并干燥至水分含量≤0.1%；
S2、将干燥后的改性碳酸钙粉与钛酸酯偶联剂按质量比100：3进行充分的混合，得偶联剂改性碳酸钙；
S3、将LDPE、LLDPE与弹性体置于开炼机中进行塑炼，塑炼温度110～120℃，塑炼时间2～5分钟；
S4、将S2中制得的偶联剂改性碳酸钙、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠发泡剂、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁过氧基）己烷交联剂、阻燃剂、硬脂酸钙热稳定剂和FRP复合材料按顺序加入S3中进行混炼；
S5、将混炼后的物料放在模具中，将模具置于平板硫化机中，发泡3～10分钟，冷却至室温脱模，将脱模后的发泡物二次发泡5～10分钟即可制得发泡聚乙烯，再利用γ射线照射5～10分钟，制得高强度发泡聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种高强度发泡聚乙烯，其特征在于，所述弹性体是由平均相对分子质量为600～4000的长链多元醇——聚醚或聚酯、相对分子质量为61～400的扩链剂和多异氰酸酯加成聚合而成，并且长链多元醇、扩链剂和多异氰酸酯的聚合比例为1:1:2。
3.根据权利要求1所述的一种高强度发泡聚乙烯，其特征在于，所述阻燃剂为尿素、双氰胺与磷酸酯组成的混合物，其中尿素、双氰胺与磷酸酯在阻燃剂中所占比例为1:1:1。
4.根据权利要求1所述的一种高强度发泡聚乙烯，其特征在于,所述FRP复合材料主要由增强纤维和基体组成，增强纤维是由碳纤维与玻璃纤维混合而成，并且碳纤维和玻璃纤维的混合比例为1:1，基体是由环氧树脂与酚醛树脂混合而成，并且环氧树脂和酚醛树脂的混合比例为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种高强度发泡聚乙烯，其特征在于，所述S4中混炼温度120～130℃，混炼时间10～15分钟。
6.根据权利要求1所述的一种高强度发泡聚乙烯，其特征在于，所述S5中发泡条件为145～165℃，5～15MPa，二次发泡的温度为170～180℃。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110272524A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-24 | 郭俊伶 | 一种复合泡沫材料及其制备工艺 |
| CN114058105A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-02-18 | 东莞市通元高分子材料科技有限公司 | 一种聚乙烯发泡材料及其制备方法 |
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- 2019-02-22 CN CN201910130869.0A patent/CN109776925A/zh not_active Withdrawn
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