一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，所述聚烯烃发泡组合物包括HDPE，还包括LDPE或者LDPE与LLDPE的组合物；所述发泡片材在制备时，其经过软化阶段而开始进入高温发泡区域的牵引速度为第一牵引速度，出高温发泡区域进入冷却定型区域的牵引速度为第二牵引速度，所述第二速度和第一速度的比值与发泡材料相对于原始材料体积的膨胀比例开立方的值之比的范围在0.65～0.8之间。本发明专利技术还提供一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材的制备方法。本发明专利技术的发泡片材具有较强的耐温能力、硬度、拉伸强度、刚度和蠕变性，且在高温环境及对尺寸精度要求比较高的条件下具有缓冲、隔热、防水、隔音的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材及其制备方法
本专利技术属于聚乙烯发泡
，更具体地，涉及一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材及其制备方法。
技术介绍
低密度聚乙烯LDPE价格低且环保、加工成型容易、可发泡倍率范围宽，常用于空调管道的保温减震、地板的防水隔热、汽车内部的缓冲隔音、电子产品中的密封防水等方面。聚乙烯发泡材料大多采用LDPE作为基体树脂并复合部分增强、改性或其它用途的物料进行发泡。因为LDPE的长链支化结构和相对较高的熔体强度及其流变特性使其具有较优秀的可加工性与可发泡性而在聚乙烯发泡制品中具有较广泛的应用。但LDPE发泡制备通常有强度低、韧性差的缺点，在一些应用领域中尤其是因为高温或外力拉扯等原因导致的尺寸变化较大会严重影响产品的使用。高密度聚乙烯HDPE的结晶度、耐温能力、硬度、拉伸强度、刚度和蠕变性等均优于LDPE。但在加工方面由于HDPE线性分子链结构导致其熔融加工过程中黏度大、发泡过程中熔体强度低的特性而影响HDPE的使用，这些特性是限制HDPE大规模用于发泡的重要原因。同时，在聚烯烃发泡片材的加工工艺中，常见的连续发泡方式是使用挤出成型并交联的片材通过垂直式加热发泡或水平式加热进行发泡，交联片材沿着牵引方向的作用力进入设定温度的发泡区域内软化并开始发泡，交联片材在加热软化以及发泡剂分解膨胀的作用下会表现出明显体积的变化，这种体积的变化率与牵引速度不匹配是造成聚乙烯发泡片材MD方向受热后产生收缩的重要原因。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材及其制备方法，耐温能力、硬度、拉伸强度、刚度和蠕变性较强，且在高温环境及对尺寸精度要求比较高的条件下具有缓冲、隔热、防水、隔音的作用。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，所述聚烯烃发泡组合物包括HDPE，还包括LDPE或者LDPE与LLDPE的组合物，其中HDPE以重量计占比40％以上；所述发泡片材在制备时，其经过软化阶段而开始进入高温发泡区域的牵引速度为第一牵引速度，出高温发泡区域进入冷却定型区域的牵引速度为第二牵引速度，所述第二速度和第一速度的比值与发泡材料相对于原始材料体积的膨胀比例开立方的值之比定义为发泡张力修正系数K，范围在0.65～0.8之间。即，发泡张力修正系数其中，所述片材在发泡过程中受到的张力设定为X＝b/a，且a为片材经过软化阶段而开始进入高温发泡区域的牵引速度，b为片材出高温发泡区域进入冷却定型的牵引速度；A为泡沫材料相对于原始材料体积的膨胀比例。进一步地，HDPE和LDPE比例以重量计包含45:55、55:45、65:35、75:25、85:15、95:5以及其它任意HDPE占比超过40％以上的配比；且其中LDPE非限定于低密度聚乙烯，可包括线性低密度聚乙烯与低密度聚乙烯以任意比例的组合。进一步地，所述的高密度聚乙烯HDPE使用转矩流变仪在20rad/s转速下测试的剪切粘度为800～1500Pa*s，在100rad/s转速下测试的剪切粘度为200～500Pa*s。进一步地，所述的高密度聚乙烯HDPE基于ASTMD1505标准测试的密度0.930～0.960g/cm3，基于ASTMD1238标准的熔融指数0.1g/10min～8g/10min。进一步地，所述的低密度聚乙烯LDPE基于ASTMD1505标准测试的密度为0.91～0.93g/cm3，基于ASTMD1238标准的熔融指数范围0.4～6g/10min。进一步地，所述聚烯烃发泡组合物包括如下组分：高密度聚乙烯HDPE与低密度聚乙烯组合物100份，添加剂0～3份，以及发泡剂2.5～15份。进一步地，所述发泡剂优选为偶氮二甲酰胺(AC发泡剂)，AC发泡剂的平均粒径和它的粒径分布跨度是影响其分解温度和分解速率的关键因素，因高密度聚乙烯的熔点一般超过125℃，其熔融加工的温度也一般高于熔点温度，较低粒径的AC发泡剂会在熔融加工过程中提前分解，严重影响产品质量和加工。本专利技术AC发泡剂粒径D50范围优选为12～25μm，而相对的粒径分布跨度应小于1.5；本专利技术的粒径分布跨度定义为：跨度＝(D90-D10)/D50。进一步地，所述添加剂选用可相容的任意不影响发泡的添加剂，包括但不限于炭黑、白炭黑、氮化硼、氮化铝、氧化铝、滑石粉、硅藻土、磷酸锆、蒙脱土、活性白土、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸钙、硫酸镁、高岭土、氧化硅、玻璃粉末或粉煤灰中的一种或多种；上述添加剂不应包含能影响树脂交联发泡的成分，且粒径需小于8μm以避免影响产品泡孔的破裂。按照本专利技术的另一个方面，提供一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材的制备方法，所述发泡片材在制备时，其经过软化阶段而开始进入高温发泡区域的牵引速度为第一牵引速度，出高温发泡区域进入冷却定型区域的牵引速度为第二牵引速度，所述第二速度和第一速度的比值与发泡材料相对于原始材料体积的膨胀比例开立方的值之比的范围在0.65～0.8之间。具体包括如下步骤：S1按设定配比将聚烯烃发泡组合物混合；S2将所述聚烯烃发泡组合物加入捏合机中进行混炼，其中设定的温度应高于HDPE的熔点，至粒子完全熔融，表面无明显颗粒状粒子，捏合混炼的压力应设定在5～10MPa之间，混炼时间5～20min；S3将混炼完成的熔融物进行造粒得到粒子组合物；造粒的方式包括但不限定于单螺杆挤出造粒、双螺杆挤出造粒或开炼机拉条造粒；S4将所述粒子组合物加入双螺杆挤出机中挤出成型为片材，且成型模具的温度应设定在HDPE熔点以上；此步骤中片材厚度设定为d1S5将成型的片材进行电子辐照交联，电子辐照交联的作用是提高片材在高温熔融状态下的熔体强度，所述电子辐照交联所需的能量、剂量的设定应保证使片材的凝胶含量达到20％～69％，以满足片材发泡所需的熔体强度；其中凝胶含量的测定参照ASTMD2765-2011标准；S6将完成辐照交联的片材进行高温发泡，采用水平炉发泡或垂直炉式发泡。一般聚乙烯发泡材料在高温发泡时会经过三个阶段：片材预热阶段-片材发泡阶段-片材冷却定型阶段。一般将片材在预热阶段的温度设定在高于树脂的熔点但低于发泡剂的分解温度，此阶段的目的是预热将片材软化以满足片材发泡的准备；而在发泡阶段的温度应高于发泡剂的分解温度，一般设定在190℃～230℃，实际根据片材在高温下的熔体强度以及发泡剂的催化剂份数而定，本专利技术所述的发泡片材在发泡时的温度应设定在片材表面温度至少190℃～225℃；冷却定型阶段的目的是将发泡完成的片材进行冷却定型。步骤S6中，片材在水平炉发泡或垂直炉式发泡炉中发泡时，其经过软化阶段而开始进入高温发泡区域的牵引速度a，出高温发泡区域进入冷却定型的牵引速度b，本专利技术将片材在发泡过程中受到的牵引速度比设定为X＝b/a，牵引速度a和b的大小是根据发泡过程中产品的膨胀倍率、厚度和发泡段温度的大小、发泡炉的不同以及产品本身在发泡时的熔体强度等来进行调节设定。在聚乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，所述聚烯烃发泡组合物包括HDPE，还包括LDPE或者LDPE与LLDPE的组合物；/n所述发泡片材在制备时，其经过软化阶段而开始进入高温发泡区域的牵引速度为第一牵引速度，出高温发泡区域进入冷却定型区域的牵引速度为第二牵引速度，所述第二速度和第一速度的比值与发泡材料相对于原始材料体积的膨胀比例开立方的值之比的范围在0.65～0.8之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，所述聚烯烃发泡组合物包括HDPE，还包括LDPE或者LDPE与LLDPE的组合物；
所述发泡片材在制备时，其经过软化阶段而开始进入高温发泡区域的牵引速度为第一牵引速度，出高温发泡区域进入冷却定型区域的牵引速度为第二牵引速度，所述第二速度和第一速度的比值与发泡材料相对于原始材料体积的膨胀比例开立方的值之比的范围在0.65～0.8之间。


2.根据权利要求1所述的种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，该聚乙烯发泡片材基于ISO2796测试，在80℃下沿MD方向的尺寸收缩率低于0.7％，在100℃下的沿MD方向的尺寸收缩率低于2％。


3.根据权利要求1或2所述的种耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，所述第一牵引速度的范围为0.78m/min～9m/min，所述第二牵引速度的范围为0.73m/min～24.2m/min。


4.根据权利要求3所述的耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，所述的HDPE在20rad/s转速下测试的剪切粘度为800～1500Pa*s，在100rad/s转速下测试的剪切粘度为200～500Pa*s。


5.根据权利要求4所述的耐高温收缩的聚乙烯发泡片材，其特征在于，所述的HDPE基于ASTMD1505标准测试的密度为0.930～0.960g/cm3，基于ASTMD1238标准的熔融指数0.1g/10min...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，魏琼，魏志祥，
申请(专利权)人：广德祥源新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34