吸音隔热聚烯烃发泡片材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吸音隔热聚烯烃发泡片材及其制备方法，所述发泡片材的原料按重量份数比计包括110～140份的组份A，20～170份的组份B、1～20份的发泡剂、0.01～8份的泡孔调节剂、0.1～20份的填料，其中，组份A由100份的聚乙烯和10～40份的聚乙烯共聚物组成，组份B由10～30份的热塑性弹性体、10～80份的聚烯烃树脂和0～60份的橡胶组成。该方法按上述重量份数比称取聚乙烯树脂、热塑性弹性体、聚烯烃树脂、橡胶、发泡剂、泡孔调节剂、填料；然后通过混炼造粒、片材挤出、辐照交联、自由式发泡得到发泡片材。本发明专利技术制备的发泡片材兼具吸音和隔热功能，开孔率达到5～70％，吸音系数达到0.2～0.5，导热系数达到0.026～0.035。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发泡片材领域，具体地指一种吸音隔热聚烯烃发泡片材及其制备方法。
技术介绍
发泡材料按其结构不同可分为闭孔型和开孔型发泡材料。其中，闭孔型发泡材料具有独立泡孔结构，内部泡孔与泡孔之间有壁膜隔开，不相互连通，由于孔内空气的热传导性很小，又被封闭于孔内不能对流，同时孔壁间的辐射作用也很少，是一种隔热性能非常优良的材料，应用比较广泛的发泡材料主要包括聚苯乙烯、聚酰亚胺、酚醛树脂、聚氨酯、聚烯烃等发泡材料。聚氨酯硬质发泡材料以其低导热系数、高比强度、低成本和良好的机械强度等优点而备受青睐，但是无法在酸碱环境中应用，聚烯烃交联发泡材料具有优异的绝缘性、热成型性、防湿、防潮性，生产工艺技术比较多，但是存在吸音性差、蠕变恢复性差的问题。相比闭孔发泡材料，开孔发泡材料由于泡孔与泡孔之间互相连通，使声波能量被衰减，因而表现出有极优越的吸音性能，但也存在隔热性能差的问题，鉴于此，开发一种兼具吸音和隔热功能的聚烯烃发泡材料是相关行业急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种吸音隔热聚烯烃发泡片材及其制备方法，该发泡片材兼具吸音和隔热功能。为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种吸音隔热聚烯烃发泡片 材，其特征在于，所述发泡片材的原料按重量份数比计包括110～140份的组份A，20～170份的组份B、1～20份的发泡剂、0.01～8份的泡孔调节剂、0.1～20份的填料，其中，组份A由100份的聚乙烯和10～40份的聚乙烯共聚物组成，组份B由10～30份的热塑性弹性体、10～80份的聚烯烃树脂和0～60份的橡胶组成。橡胶可以提高聚烯烃树脂和热塑性弹性体的相容性、并增加发泡片材的韧性，组分B中，包含热塑性弹性体和/或橡胶组分，热塑性弹性体和/或橡胶结合一方面增加发泡片材柔软度，可以增加声波与发泡片材的粘滞阻力，增加吸声性能，且扩大挤出时的成型条件。另一方面，可以提升泡孔大小的均匀性，有利于隔热性能提升。在一定程度上降低发泡体基体导热率对泡体整体导热率的贡献，从而降低导热率。组份B优选由15～25份的热塑性弹性体、30～50份的聚烯烃树脂和0～10份的橡胶组成。进一步地，所述组份B的熔点高于组份A；且高出的熔点温度为5～40。温度太高了挤出会导致发泡剂分解；太低了泡孔增长时组分间模量差异太小，不易形成开孔结构，不利于声学性能的提升。再进一步地，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，所述聚乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中，所述低密度聚乙烯的融指为0.3～6.0g/10min，所述乙烯–醋酸乙烯共聚物的融指为0.5～8.0g/10min。低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合使用降低聚烯烃发泡片材的表观密度，使所得发泡片材处于良好的发泡状态。再进一步地，所述热塑性弹性体为热塑性烯烃类弹性体和双烯类弹性体中任意一种。双烯类弹性体为聚1,2-丁二烯TPB和反式-1,4-聚异戊二烯TPI。热塑性烯烃类弹性体与聚烯烃系树脂之间具有良好的相容性，同时较低的导热系数可以在一定程度上降低发泡片材导热系数，提高隔热性能。所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二异丁腈和苯 -1,3-二磺酰肼中任意一种。作为发泡剂，可列举有机系发泡剂和无机系发泡剂。作为有机系发泡剂，可列举：例如偶氮二甲酰胺(ADCA)、偶氮二甲酸钡、偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮环己腈、偶氮二氨基苯等偶氮系发泡剂；例如N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺(DTP)、N,N′-二甲基-N,N′-二亚硝基对苯二甲酰胺、三亚硝基三甲基三胺等N-亚硝基系发泡剂；例如4,4′-氧代双(苯磺酰肼)(OBSH)、对甲苯磺酰肼、二苯基砜-3,3′-二磺酰肼、2,4-甲苯二磺酰肼、p,p-双(苯磺酰肼)醚、苯-1,3-二磺酰肼、烯丙基双(磺酰肼)等酰肼系发泡剂；例如对甲苯磺酰氨基脲、4,4′-氧代双(苯磺酰氨基脲)等氨基脲系发泡剂；例如三氯一氟甲烷、二氯一氟甲烷等氟代烷烃系发泡剂；例如5-吗啉基-1,2,3,4-噻三唑等三唑系发泡剂；以及其他公知的有机系发泡剂。需要说明的是，作为有机系发泡剂，还可以列举出将加热膨胀性的物质封入微囊内得到的热膨胀性微粒等。作为无机系发泡剂，可以列举：例如碳酸氢钠、碳酸氢铵等碳酸氢盐；例如碳酸钠、碳酸铵等碳酸盐；例如亚硝酸钠、亚硝酸铵等亚硝酸盐；例如硼氢化钠等硼氢化盐；例如叠氮类；以及其他公知的无机系发泡剂。再进一步地，所述聚烯烃树脂由0～50份的聚丙烯和10～30份催化聚乙烯组成，其中，所述催化聚乙烯树脂的融指为0.2～5.0g/10min，所述聚丙烯树脂的融指为1.0～15g/10min。再进一步地，所述填料由0.1～10份的填料A和0.1～10份的填料B组成，其中，所述填料A为石墨、炭黑、滑石粉、石墨烯、云母、蒙脱土、石英、硅微粉、碳纳米管、中空玻璃微珠中任选一种或几种，其粒径为10nm～20μm；所述的填料B为碳酸钙、金属粉、二氧化硅、二氧化钛、硼硅酸盐微球和钢渣粉中任选一种或几种，粒径为15nm～100μm。利用填料B与树脂之间密度的差异，实现对泡孔结 构进行调制，同时从声波传播距离的增加和传播阻力的增大上提高发泡材料对声能的耗散效果，提升吸音效果。粒径小于15nm，对吸音效果提升有限，粒径大于100μm，无法得到高表观密度的片材，有碍吸音和隔热功能的实现。所述填料A优选为炭黑、石墨烯和碳纳米管，粒径为10nm～10μm，当粒径小于10nm时，对辐射吸收效果降低，隔热效果差，当粒径大于10μm时，有穿破泡孔壁、无法得到高表观密度的影响；所述的填料B优选为碳酸钙和/或金属粉。再进一步地，所述泡孔调节剂的重量份为0.05～6份，泡孔调节剂含量过少时，将不能提高原料的分散性，不能起到增加泡孔密度、提高泡孔均匀性的优点，含量过大时，产生析出等问题、只会使发泡片材变得难以制备。再进一步地，所述泡孔调节剂的分子量为400～5000，所述泡孔调节剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺，聚氧乙烯烷基酰胺、多元醇类、有机硅氧烷泡孔调节剂、脂酸、油酸、三聚甘油单硬脂酸酯、硬脂酸单甘酯、聚甘油脂酸酯、多聚甘油单酯、硬脂酸单双甘油酯和硬脂基硬脂酰胺的一种或几种；泡孔调节剂的分子量介于400～5000，分子量低于400时，在制备发泡片材的过程中容易析出，分子量高于5000时，粘度过高，分散作用降低，不能保证泡孔结构的均一性。泡孔调节剂优选为硬脂酸单甘酯、油酸、三聚甘油单硬脂酸酯、硬脂酸单甘酯、聚甘油脂酸酯、多聚甘油单酯、硬脂酸单双甘油酯和硬脂基硬脂酰胺中任选一种或几种。再进一步地，所述橡胶为乙丙橡胶、丁腈橡胶和丁基橡胶中任意一种或几种，其中，所述橡胶由0～20份的乙丙橡胶、0～20份的丁腈橡胶和0～20份的丁基橡胶。再进一步地，所述发泡片材的原料按重量份数比计还包括 0.01～10份的敏化剂、0.01～10份的聚乙烯蜡、0.01～10份的流变剂和0.01～10份的抗氧剂；其中，所述敏化剂由硬脂酸盐和氧化锌组成，硬脂酸盐和氧化锌重量比为0：100～10∶90。本专利技术中的吸音隔热聚烯烃发泡片材还可以根据其目的和用途在不影响所得到的吸音隔热的优异效果的范围内适当选择公知的添加剂。该添加剂的实例包括发泡剂、发泡助剂、敏化剂、流变剂、润滑剂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述发泡片材的原料按重量份数比计包括110～140份的组份A，20～170份的组份B、1～20份的发泡剂、0.01～8份的泡孔调节剂、0.1～20份的填料，其中，组份A由100份的聚乙烯和10～40份的聚乙烯共聚物组成，组份B由10～30份的热塑性弹性体、10～80份的聚烯烃树脂和0～60份的橡胶组成。

【技术特征摘要】
1.一种吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述发泡片材的原料按重量份数比计包括110～140份的组份A，20～170份的组份B、1～20份的发泡剂、0.01～8份的泡孔调节剂、0.1～20份的填料，其中，组份A由100份的聚乙烯和10～40份的聚乙烯共聚物组成，组份B由10～30份的热塑性弹性体、10～80份的聚烯烃树脂和0～60份的橡胶组成。2.根据权利要求1所述吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述组份B的熔点高于组份A；且高出的熔点温度为5～40。3.根据权利要求1或2所述吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯，所述聚乙烯共聚物为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，其中，所述低密度聚乙烯的融指为0.3～6.0g/10min，所述乙烯–醋酸乙烯共聚物的融指为0.5～8.0g/10min。4.根据权利要求1或2所述吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述热塑性弹性体为热塑性烯烃类弹性体和双烯类弹性体中任意一种，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸钡、偶氮二异丁腈和苯-1,3-二磺酰肼中任意一种。5.根据权利要求1或2所述吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述聚烯烃树脂由0～50份的聚丙烯和10～30份催化聚乙烯组成，其中，所述催化聚乙烯树脂的融指为0.2～5.0g/10min，所述聚丙烯树脂的融指为1.0～15g/10min；所述橡胶为乙丙橡胶、丁腈橡胶和丁基橡胶中任意一种或几种，其中，所述橡胶由0～20份的乙丙橡胶、0～20份的丁腈橡胶和0～20份的丁基橡胶。6.根据权利要求1所述吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述填料由0.1～10份的填料A和0.1～10份的填料B组成，其中，所述填料A为石墨、炭黑、石墨烯、滑石粉、云母、蒙脱土、石英、硅微粉、碳纳米管、中空玻璃微珠中任选一种或几种，其粒径为10nm～20μm；所述的填料B为碳酸钙、金属粉二氧化硅、二氧化钛、硼硅酸盐微球和钢渣粉中任选一种或几种，粒径为15nm～100μm；所述泡孔调节剂的重量份为0.05～6份，其分子量为400～5000，所述泡孔调节剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺，聚氧乙烯烷基酰胺、多元醇类、有机硅氧烷泡孔调节剂、脂酸、油酸、三聚甘油单硬脂酸酯、硬脂酸单甘酯、聚甘油脂酸酯、多聚甘油单酯、硬脂酸单双甘油酯和硬脂基硬脂酰胺的一种或几种。7.根据权利要求1所述吸音隔热聚烯烃发泡片材，其特征在于，所述发泡片材的原料按重量份数比计还包括0.01～10份的敏化剂、0.01～10份的聚乙烯蜡、0.01～10份的流变剂和0.01～10份的抗氧剂；其中，所述敏化剂由硬脂酸盐和氧化锌组成，硬脂酸盐和氧化锌重量比为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：段建平，魏琼，
申请(专利权)人：湖北祥源新材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42