一种聚乙烯复合泡沫材料及其制备方法技术

一种聚乙烯复合泡沫材料及其制备方法，属于乙烯的均聚物或共聚物技术领域，由以下重量份比的原料组成：天然橡胶，100份；聚乙烯，150~210份；纳米ZnCO3，150~210份；发泡剂AC，1.5~3份；发泡剂NaHCO3，0.7~1.5份；硬脂酸，1.5~3份；氧化锌，2~5份；铝钛复合偶联剂，0.5~2份；高岭土，10~24份。本泡沫材料，通过天然橡胶和聚乙烯的共混并用，在性能上相互弥补，从而具备良好的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于乙烯的均聚物或共聚物
，具体涉及为一种聚乙烯复合泡沫材料及其制备方法。
技术介绍
泡沫材料是以聚合物为基体，气体分散于固体聚合物中所形成的含有大量气泡的聚集体，故又称为多孔性材料。泡沫材料除有一般材料的优点外，与同类未发泡的材料相比，泡沫材料具有许多优点 : 如质量轻、隔热性能和隔音性能好、比强度高、具有吸收冲击载荷能力、价格低廉、节省材料等。所以泡沫材料被广泛应用于工业、农业和日常用品诸多方面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种聚乙烯复合泡沫材料及其制备方法。本专利技术实现其目的采用的技术方案如下。一种聚乙烯复合泡沫材料，由以下重量份比的原料组成：天然橡胶，100份；聚乙烯，150~210份；纳米ZnCO3，150~210份；发泡剂AC，1.5~3份；发泡剂NaHCO3，0.7~1.5份；硬脂酸，1.5~3份；氧化锌，2~5份；铝钛复合偶联剂，0.5~2份；高岭土，10~24份。作为优选，所述聚乙烯为高密度聚乙烯HDPE，熔融指数为0.01~0.5g/10min。作为优选，所述高岭土粒度为1.0u。一种聚乙烯复合泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一.混合主料的制备：将聚乙烯溶于异丙醇，然后再与纳米ZnCO3和铝钛复合偶联剂混合，并用超声波分散3h，超声波速度为1500m/s，频率为15KHz~10MHz，波长为0.01~10.00cm，干燥挥发异丙醇后制得混合主料；将混合主料在烘干机中进行烘干处理，使水分含量小于1%；步骤二.混合辅料的制备：将发泡剂AC和发泡剂NaHCO3混合后研磨并过80目筛，制得复合发泡剂；然后将复合发泡剂、高岭土、硬脂酸一起放入高速混合机中混合均匀后得到混合辅料；步骤三.密炼：将天然橡胶在50℃~60℃条件下与氧化锌混炼40~50秒，然后加入混合主料混炼60~70秒，再加入混合辅料并将温度升至160℃~180℃，混炼时间为7~8分钟，停放12~24小时后出片，制得可发泡片材；步骤四.硫化：将可发泡片材在平板硫化机上进行模压发泡成型，硫化温度为160℃至170℃，模压压力1MPa，保压保温3~5分钟，制得聚乙烯复合泡沫材料。经过不断的研究和实验，理论联系实际，本专利技术的技术方案攻破了以下几个技术难度：1.本泡沫材料，通过天然橡胶和聚乙烯的共混并用，在性能上相互弥补，从而具备良好的综合性能；2.使用了纳米ZnCO3，对聚乙烯材料增强增韧。纳米ZnCO3和聚乙烯相互渗透，接触面积增大，提升了两者的粘结强度。3.使用复合发泡剂，通过发泡剂AC和发泡剂NaHCO3的合理搭配，在加工为160℃~180℃时，仍能实现良好的发泡效果，且避免了硫化返原现象的出现。4.氧化锌的合理使用。氧化锌的添加，可提高材料的抗热氧化效果，但是氧化锌添加量过大，将会降低材料的伸长率，从而影响发泡效果。因此，有必要合理使用氧化锌，包括确定氧化锌的添加时机以及添加量，从而在材料的耐热性与伸长率之间取得平衡。由于本技术方案的加工温度相对较低，从而使得氧化锌的使用量大为减少。从原先的15份左右，降低为2~5份，从而保证了材料的发泡效果。5.高岭土的合理使用。高岭土改变天然橡胶和聚乙烯的流变性能，使两者具有很好的粘度，用以保证聚乙烯和纳米ZnCO3分散均匀后不再团聚。同时，高岭土成为发泡核心，根据发泡成型理论，降低了发泡初期的势能，大大提高了发泡初期的发泡量，从而增强了材料的发泡效果。6.采用了一步混炼法，设置了合理的步骤以及混炼参数，在成分扩散充分的前提下，节约了混炼时间。混炼速度相对于二步混炼法，可以提升60%以上。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细说明。一种聚乙烯复合泡沫材料，由以下重量份比的原料组成：天然橡胶，100份；聚乙烯，150~210份；纳米ZnCO3，150~210份；发泡剂AC，1.5~3份；发泡剂NaHCO3，0.7~1.5份；硬脂酸，1.5~3份；氧化锌，2~5份；铝钛复合偶联剂，0.5~2份；高岭土，10~24份。天然橡胶，综合性能优良，具有较高的弹性和屈挠性能。市购，例如：海南天然橡胶产业集团股份有限公司生产的SCR-5。聚乙烯是一种热塑材料，具有优异的耐化学性能以及电绝缘性能，已经广泛用于制备输送或盛放化学品的管道以及电线电缆绝缘层等。作为优选，所述聚乙烯为高密度聚乙烯HDPE，熔融指数为0.01~0.5g/10min。纳米ZnCO3的比表面积为20m2/g，粒径为50~70nm。纳米材料的出现和发展为聚乙烯的改性提供了一条新的路径，有实验表明，纳米材料的加入，能对聚乙烯材料增强增韧。但是，未经处理的纳米材料容易团聚成较大的颗粒，在聚乙烯材料中的分散效果并不好，界面粘结强度低，不能有效提高聚乙烯材料的性能。偶联剂的加入，虽然具有一定程度的增强体系的效果，但仍不能有效解决纳米材料的聚集问题。发泡剂AC，化学名称：偶氮二甲酰胺，分子式: C2H4O2N4，具有分解温度高，分解突发性强，放热量大的特点。发泡剂AC在160℃不分解，170℃时分解速率小，随着温度的升高（≥180℃），分解速率明显提高，分解诱导期有效缩短，分解突发性强。然而当加工温度较高时，容易出现硫化返原现象，单用发泡剂AC，不宜直接适用于本泡沫材料的制备。发泡剂NaHCO3，具有安全、吸热分解、成核效果好的特点。发泡剂NaHCO3在115℃开始分解，热分解温度较低，随着温度升高，分解趋于平缓，分解速度较为缓慢，190℃分解完毕。AC和NaHCO3共用，形成复合发泡剂，提高发泡剂AC在相对较低的温度下的发气量，从而满足制备本发泡材料的制备工艺。氧化锌，作为稳定剂使用。铝钛复合偶联剂，市购。高岭土，俗称白泥，其结构为Al2O3(SiO2)2H2O，可塑性和结合性强，绝缘性好，耐火度高，其颗粒大小，对其可塑性、离子交换量、成型性能、干燥性能均有很大影响。一种聚乙烯复合泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一.混合主料的制备：将聚乙烯溶于异丙醇，然后再与纳米ZnCO3和铝钛复合偶联剂混合，并用超声波分散3h，超声波速度为1500m/s，频率为15KHz~10MHz，波长为0.01~10.00cm，干燥挥发异丙醇后制得混合主料；将混合主料在烘干机中进行烘干处理，使水分含量小于1%；纳米ZnCO3作为一种无机填料，粒子表面的性质是亲水疏油的，在聚合物中难以均匀分散，且与聚合物基体之间界面结合强度低。经过偶联剂处理后，纳米ZnCO3和聚乙烯之间的具有一定的结合强度。并且，经过超声后，纳米ZnCO3和聚乙烯相互渗透，接触面积增大，提升了两者的粘结强度。步骤二.混合辅料的制备：将发泡剂AC和发泡剂NaHCO3混合后研磨并过80目筛，制得复合发泡剂；然后将复合发泡剂、高岭土、硬脂酸一起放入高速混合机中混合均匀后得到混合辅料；高岭土，本技术方案创设性地在加入1.0u粒度的高岭土，用以改变天然橡胶和聚乙烯的流变性能，使两者具有很好的粘度，用以保证聚乙烯和纳米ZnCO3分散均匀后不再团聚。同时，高岭土进一步提高了本材料的可泡性。高岭土分解产生的Al和Si离子对其它离子有极化作用，增加了聚乙烯的收缩率，提高了复合材料的可塑性和黏度，从而提高材料的可泡性。步骤三.密炼：将天然橡胶在50℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯复合泡沫材料，其特征在于，由以下重量份比的原料组成：天然橡胶，100份；聚乙烯，150~210份；纳米ZnCO3，150~210份；发泡剂AC，1.5~3份；发泡剂NaHCO3，0.7~1.5份；硬脂酸，1.5~3份；氧化锌，2~5份；铝钛复合偶联剂，0.5~2份；高岭土，10~24份。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯复合泡沫材料，其特征在于，由以下重量份比的原料组成：天然橡胶，100份；聚乙烯，150~210份；纳米ZnCO3，150~210份；发泡剂AC，1.5~3份；发泡剂NaHCO3，0.7~1.5份；硬脂酸，1.5~3份；氧化锌，2~5份；铝钛复合偶联剂，0.5~2份；高岭土，10~24份。2.如权利要求1所述的一种聚乙烯复合泡沫材料，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯HDPE，熔融指数为0.01~0.5g/10min。3.如权利要求1所述的一种聚乙烯复合泡沫材料，其特征在于，所述高岭土粒度为1.0u。4.一种如权利要求1所述的聚乙烯复合泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一.混合主料的制备：将聚乙烯溶于异丙醇，然后再与纳米ZnCO3和铝钛复合偶联剂混合，并用超声波分散3h，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建江，丁晓荣，赵祖昌，
申请(专利权)人：新昌县绿泰塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33