辐射交联聚乙烯泡棉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种辐射交联聚乙烯泡棉及其制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术提供了一种辐射交联聚乙烯泡棉，主要由下列重量份的原料制备而成：低密度聚乙烯55‑81.5份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物3‑15份、发泡剂17‑25份、发泡助剂0.3‑3份和抗氧剂0.2‑2份；所述低密度聚乙烯的熔融指数为3.0‑6.0g/10min。该低密度聚乙烯较好的流动性使得制备过程中的温度可大幅降低，有效减少了发泡剂的分解，使得本发明专利技术可以进一步提高发泡剂的用量，进而提高泡棉的极限发泡倍率，降低泡棉密度，得到质轻、柔软的辐射交联聚乙烯泡棉，能够更好地应用于对发泡倍率要求更高的领域。

【技术实现步骤摘要】
辐射交联聚乙烯泡棉及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种辐射交联聚乙烯泡棉及其制备方法和应用。
技术介绍
泡棉是塑料粒子发泡过的材料，泡棉具有弹性、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、体积超薄、性能可靠等一系列特点。用PE为主要原材料进行发泡制备得到的泡棉材料叫做PE泡棉。目前来说，PE泡棉因为加工方式的不同，可以分为三种，EPE、XPE和IXPE。三种泡棉中，EPE发展的最成熟，直接由PE原材料经过挤出并物理发泡，但这种方法得到的泡棉表观极为粗糙，性能差。XPE是经过添加化学交联剂产生化学交联后发泡而成的泡棉，这种方法得到的泡棉泡孔大，且表观也比较粗糙。IXPE泡棉是经过辐照交联后发泡而成的泡棉产品，这种方法得到的泡棉泡孔细腻，表观美观，性能优异，而且环保性能非常不错，能达到欧盟的检测标准，用途比较广泛，能够应用在手机、食品、医疗、建筑、体育或高档包装等领域。但目前大部分利用辐照交联后发泡而成的IXPE泡棉的发泡倍率却无法突破45B，这在很大程度上限制了IXPE泡棉的应用范围。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种辐射交联聚乙烯泡棉；该辐射交联聚乙烯泡棉具有更高的发泡倍率和更低的密度，以缓解现有技术中存在的辐射交联聚乙烯泡棉发泡倍率较低的技术问题。本专利技术的另一目的在于提供上述辐射交联聚乙烯泡棉的制备方法。本专利技术的目的还在于提供上述辐射交联聚乙烯泡棉在地垫、胶带、建筑、管道保温、车船内饰、医疗器械、手机、体育器材或包装方面的应用；本专利技术辐射交联聚乙烯泡棉能够更好地应用于对发泡倍率要求更高的领域。根据本专利技术的一个方面，提供一种辐射交联聚乙烯泡棉，主要由下列重量份的原料制备而成：低密度聚乙烯55-81.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-15份、发泡剂17-25份、发泡助剂0.3-3份和抗氧剂0.2-2份；所述低密度聚乙烯的熔融指数为3.0-6.0g/10min。作为本专利技术的一种优选实施方式，主要由下列重量份的原料制备而成：低密度聚乙烯60-75份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6-12份、发泡剂18-22份、发泡助剂0.5-1.5份和抗氧剂0.8-1.5份。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述低密度聚乙烯的熔融指数为4.0-5.0g/10min；优选地，所述低密度聚乙烯的熔点为100-110℃；优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为5％-10％；优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔融指数为2-4g/10min；优选地，所述发泡剂为塑料发泡剂，优选为偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、二亚硝基五亚甲基四胺、甲苯磺酰肼或4,4’-氧代双苯磺酰肼中的至少一种，进一步优选为偶氮二甲酰胺；优选地，所述偶氮二甲酰胺的粒径为10-15nm；优选地，所述发泡助剂包括金属氧化物和有机金属羧酸盐；优选地，所述金属氧化物为氧化锌、氧化钙、氧化钛、氧化镁、氧化硅或氧化铅中的至少一种，优选为氧化锌；优选地，所述有机金属羧酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡或硬脂酸钙中的至少一种，优选为硬脂酸锌；优选地，所述金属氧化物和有机金属羧酸盐的重量比为1.5-2.5:1，优选为1.8-2.2:1；优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；优选地，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼中的至少一种，优选为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；优选地，所述辅抗氧剂为硫代二丙酸双十二醇酯、硫代二丙酸双十八酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种，优选为硫代二丙酸双十八酯；优选地，所述主抗氧剂和辅抗氧剂的重量比为1.5-2.5:1，优选为1.8-2.2:1。根据本专利技术的另一方面，提供所述的辐射交联聚乙烯泡棉的制备方法，包括对低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、发泡剂、发泡助剂和抗氧剂进行挤出成型，得到聚乙烯复合材料，然后对聚乙烯复合材料进行辐射交联和发泡，得到辐射交联聚乙烯泡棉。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述发泡剂和发泡助剂均独立地以母粒的形式加入；优选地，混匀的发泡剂、抗氧剂和低密度聚乙烯在105-115℃下经过密炼造粒，得到含抗氧剂的发泡剂母粒；优选地，混匀的发泡助剂和低密度聚乙烯在115-125℃下经过密炼造粒，得到发泡助剂母粒。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述辐射交联采用电子加速器产生高速电子，高速电子穿透聚乙烯复合材料，使得聚乙烯分子链之间进行交联；优选地，所述辐射交联的辐照剂量为80-100KGy，优选为85-95KGy；优选地，所述辐射交联后聚乙烯的交联度为32-45％，优选为36-42％。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述发泡采用水平发泡炉发泡；优选地，所述水平发泡炉发泡的工艺为：水平发泡炉预热段的温度为145-165℃，发泡段的温度为190-220℃，网带速度为2-4m/min；优选地，所述预热段的时间为5-7min；优选地，所述发泡段的时间为50-70s。作为本专利技术的一种优选实施方式，包括对低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、发泡剂、发泡助剂和抗氧剂进行挤出成型，得到聚乙烯复合材料，然后对聚乙烯复合材料进行辐射交联和发泡，得到辐射交联聚乙烯泡棉；优选地，所述发泡剂和发泡助剂均独立地以母粒的形式加入；优选地，混匀的发泡剂、抗氧剂和低密度聚乙烯在105-115℃下经过密炼造粒，得到含抗氧剂的发泡剂母粒；优选地，所述密炼造粒的温度为108-112℃；所述密炼造粒的转速为20-25rpm；所述密炼造粒的时间为8-12min，优选为10min；所述发泡剂、抗氧剂和低密度聚乙烯的重量比为17-25：0.2-2：35-45，优选为18-22：0.8-1.5：38-42；优选地，混匀的发泡助剂和低密度聚乙烯在115-125℃下经过密炼造粒，得到发泡助剂母粒；优选地，所述密炼造粒的温度为118-122℃；所述密炼造粒的转速为20-25rpm；所述密炼造粒的时间为8-12min，优选为10min；所述发泡助剂和低密度聚乙烯的重量比为0.3-3：5-15，优选为0.5-1.5：8-12；优选地，所述挤出的工艺为：单螺杆挤出机机筒一区到七区温度分别为100-108℃、100-108℃、101-109℃、102-110℃、102-110℃、103-111℃和105-113℃，连接体的温度为95-102℃，模具三个区温度均为105-113℃，螺杆转速16-18r/min；优选地，所述模具口模的厚度为1-2.5mm；优选地，所述辐射交联采用电子加速器产生高速电子，高速电子穿透聚乙烯片材，使得聚乙烯分子链之间进行交联；优选地，所述辐射交联的辐照剂量为80-100KGy，优选为85-95KGy；优选地，所述辐射交联后聚乙烯的交联度为32-45％，优选为36-42％；优选地，所述发泡采用水平发泡炉发泡；优选地，所述水平发泡炉发泡的工艺为：水平发泡炉预热段的温度为145-165℃，发泡段的温度为190-220℃，网带速度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射交联聚乙烯泡棉，其特征在于，主要由下列重量份的原料制备而成：低密度聚乙烯55‑81.5份、乙烯‑醋酸乙烯共聚物3‑15份、发泡剂17‑25份、发泡助剂0.3‑3份和抗氧剂0.2‑2份；所述低密度聚乙烯的熔融指数为3.0‑6.0g/10min。

【技术特征摘要】
1.一种辐射交联聚乙烯泡棉，其特征在于，主要由下列重量份的原料制备而成：低密度聚乙烯55-81.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-15份、发泡剂17-25份、发泡助剂0.3-3份和抗氧剂0.2-2份；所述低密度聚乙烯的熔融指数为3.0-6.0g/10min。2.根据权利要求1所述的辐射交联聚乙烯泡棉，其特征在于，主要由下列重量份的原料制备而成：低密度聚乙烯60-75份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6-12份、发泡剂18-22份、发泡助剂0.5-1.5份和抗氧剂0.8-1.5份。3.根据权利要求1或2所述的辐射交联聚乙烯泡棉，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔融指数为4.0-5.0g/10min；优选地，所述低密度聚乙烯的熔点为100-110℃；优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为5％-10％；优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的熔融指数为2-4g/10min；优选地，所述发泡剂为塑料发泡剂，优选为偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼、二亚硝基五亚甲基四胺、甲苯磺酰肼或4,4’-氧代双苯磺酰肼中的至少一种，进一步优选为偶氮二甲酰胺；优选地，所述偶氮二甲酰胺的粒径为10-15nm；优选地，所述发泡助剂包括金属氧化物和有机金属羧酸盐；优选地，所述金属氧化物为氧化锌、氧化钙、氧化钛、氧化镁、氧化硅或氧化铅中的至少一种，优选为氧化锌；优选地，所述有机金属羧酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钡或硬脂酸钙中的至少一种，优选为硬脂酸锌；优选地，所述金属氧化物和有机金属羧酸盐的重量比为1.5-2.5:1，优选为1.8-2.2:1；优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂；优选地，所述主抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和N,N'-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼中的至少一种，优选为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；优选地，所述辅抗氧剂为硫代二丙酸双十二醇酯、硫代二丙酸双十八酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种，优选为硫代二丙酸双十八酯；优选地，所述主抗氧剂和辅抗氧剂的重量比为1.5-2.5:1，优选为1.8-2.2:1。4.权利要求1-3任一项所述的辐射交联聚乙烯泡棉的制备方法，其特征在于，包括对低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、发泡剂、发泡助剂和抗氧剂进行挤出成型，得到聚乙烯复合材料，然后对聚乙烯复合材料进行辐射交联和发泡，得到辐射交联聚乙烯泡棉。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述发泡剂和发泡助剂均独立地以母粒的形式加入；优选地，混匀的发泡剂、抗氧剂和低密度聚乙烯在105-115℃下经过密炼造粒，得到含抗氧剂的发泡剂母粒；优选地，混匀的发泡助剂和低密度聚乙烯在115-125℃下经过密炼造粒，得到发泡助剂母粒。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述辐射交联采用电子加速器产生高速电子，高速电子穿透聚乙烯复合材料，使得聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓智华，王明蕉，范宇，雷以纯，
申请(专利权)人：深圳市长园特发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44