一种交联聚乙烯发泡板材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种交联聚乙烯发泡板材及其制备方法。所述交联聚乙烯发泡板材其组分包括：低密度聚乙烯树脂、功能化白炭黑、交联剂、抗氧剂、增韧剂、发泡剂；所述功能化白炭黑依次经过硅溶胶包覆、乙烯基化以及电子辐照交联剂预处理。本发明专利技术通过添加功能化的纳米白炭黑，可以提高其添加量，制备出的电子辐照交联发泡聚乙烯片材发泡率提高，相对具有较低的密度、更优良的拉伸强度、热变形温度、撕裂强度和加热尺寸变化率等性能。本发明专利技术的发泡聚乙烯板材适用于汽车领域，适合于汽车的顶棚、门板、装饰板、地垫、遮光板、隔音板、内装饰件和车身外底部护板等，具有良好的减轻增强、使用时间长和易回收的特点。易回收的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种交联聚乙烯发泡板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发泡板材的加工领域，具体地涉及一种交联聚乙烯发泡板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]高分子发泡材料具有质量轻、较强的吸收冲击载荷能力和隔热隔音能力等优点，广泛用于汽车、建筑、包装、餐饮等领域。现在应用较多的发泡材料低密度聚乙烯交联发泡板材、成本相对较低，但其或多或少存在耐高温性、机械强度和环保的问题。为扩大其应用范围，现有技术上提高聚乙烯泡沫板材刚性和强度的方法主要是添加玻璃纤维、碳酸钙等无机填料或添加大量交联剂以增加交联度。但是玻璃纤维、碳酸钙等无机填料与聚乙烯互溶性差，对产品强度的提升有限，而且添加过多会对产品的物理机械性能产生严重影响。交联剂添加过多不容易控制交联度，而且大部分交联剂存在环保性的问题。因此，目前面临着如何进一步降低密度、提高无机填料的添加量、提高机械强度和耐热性以及提高环保性的难点。

技术实现思路

[0003]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种交联聚乙烯发泡板材及其制备方法，该交联聚乙烯发泡板材具有相对高的发泡率，更低的密度、更好的机械强度、耐热性和环保性。
[0004]为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种交联聚乙烯发泡板材，其组分包括：低密度聚乙烯树脂、功能化白炭黑、交联剂、抗氧剂、增韧剂、发泡剂；所述功能化白炭黑依次经过硅溶胶包覆、乙烯基化以及电子辐照交联剂预处理。
[0005]可选的，所述交联剂为季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或组合。
[0006]可选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂1076中的一种；所述增韧剂为POE；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
[0007]在第二方面，本专利技术提供了一种交联聚乙烯发泡板材的制备方法，包括以下步骤：第一步：将包含低密度聚乙烯树脂、交联剂、抗氧剂、增韧剂和功能化白炭黑的混合料加入到高速混合机中混合均匀，直接投入啮合异向双螺杆挤出造粒机进行混炼、造粒得到原料母粒；低密度聚乙烯树脂、交联剂、抗氧剂、增韧剂和功能化白炭黑的质量比例为100:0.5
‑
3:0.1
‑
0.5:1
‑
5:30
‑
40；第二步：将低密度聚乙烯树脂、发泡剂、超细滑石粉、聚乙烯蜡及白油加入到高速混合机中，恒温60℃混合5
‑
10分钟，冷却至室温后排入到啮合异向双螺杆挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒；低密度聚乙烯树脂、发泡剂、超细滑石粉、聚乙烯蜡和白油的质量比例为100:20
‑
30:5
‑
10:1
‑
2:0.5
‑
1；第三步：将上述原料母粒和发泡母粒按质量比例100:10加入到高速混合机中，常温混合1
‑
5分钟后，单螺杆挤出机中挤出成型为待交联片材；第四步：将第三步得到的待交联片材传入电子加速器中进行双面辐照交联，辐照
剂量为4
‑
5Mrad，得到待发泡片材；第五步：将待发泡片材先后用加热辊和冷却辊进行加热发泡和冷却定型，切边收卷，得到交联聚乙烯发泡板材。
[0008]可选的，功能化白炭黑的制备方法包括步骤：(1)在球磨机中加入纳米白炭黑、正硅酸乙酯和去离子水，再缓慢加入2.5wt％的盐酸使体系pH为6.6
‑
6.8，球磨机中研磨处理后1
‑
3h，过滤，50
‑
70℃真空烘干，得到硅溶胶包覆纳米白炭黑；其中纳米白炭黑、正硅酸乙酯和去离子水的质量比为100:2
‑
8:10
‑
20；(2)按质量份数，称量硅溶胶包覆纳米白炭黑100份与10
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20份浓度20wt％的乙烯基硅烷偶联剂A171的无水乙醇溶液，高速搅拌机中不断搅拌并加热，转速1000
‑
2000转/min，温度70
‑
80℃，时间1
‑
2h，取料放入真空烘干箱中以100
‑
120℃和真空度0.1
‑
0.6Mpa烘干3
‑
5h，得到初级处理纳米白炭黑；(3)向初级处理纳米白炭黑中加入烯丙基异氰酸酯和三乙胺的甲苯溶液，保持温度60～65℃的条件下反应3
‑
4小时，再加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯并搅拌均匀，在电子加速器中进行辐照预处理，保持搅拌和控温100℃的条件下反应4小时，真空100
‑
120℃下烘干得到功能化纳米白炭黑；其中初级处理纳米白炭黑、烯丙基异氰酸酯、三乙胺和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为100:2
‑
5:0.01
‑
0.02:5
‑
8。
[0009]本专利技术的有益效果如下：
[0010](1)本专利技术利用硅溶胶包覆白炭黑增加其表面的活性羟基数量，再依次利用乙烯基硅烷偶联剂进行乙烯基功能化，此时表面依然存在乙烯基硅烷偶联剂水解生成的羟基和硅溶胶残存的羟基，再在引发剂三乙胺催化下，烯丙基异氰酸酯的
‑
NCO基与乙烯基硅烷偶联剂和羟基进一步反应，进一步提高表面的乙烯基，最后用在电子加速器中进行辐照预处理，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯与纳米白炭黑表面的乙烯基交联反应，使纳米白炭黑表面功能化以利于后续参与板材的电子辐照交联反应，得到以纳米白炭黑为核的“海岛”结构，进一步提高聚乙烯片材的机械强度。
[0011](2)本专利技术通过添加功能化的纳米白炭黑，可以提高其添加量，制备出的电子辐照交联发泡聚乙烯片材发泡率提高，相对具有较低的密度、更优良的拉伸强度、热变形温度、撕裂强度和加热尺寸变化率等性能。
[0012](3)本专利技术的发泡聚乙烯板材适用于汽车领域，适合于汽车的顶棚、门板、装饰板、地垫、遮光板、隔音板、内装饰件和车身外底部护板等，具有良好的减轻增强、使用时间长和易回收的特点。
具体实施方式
[0013]为使专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0014]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0015]首先说明根据本专利技术第一方面的交联聚乙烯发泡板材，其组分包括：低密度聚乙烯树脂、功能化白炭黑、交联剂、抗氧剂、增韧剂、发泡剂；所述功能化白炭黑依次经过硅溶胶包覆、乙烯基化以及电子辐照交联剂预处理。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述交联剂为季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲
基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或组合。
[0017]在本专利技术的一实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交联聚乙烯发泡板材，其特征在于，其组分包括：低密度聚乙烯树脂、功能化白炭黑、交联剂、抗氧剂、增韧剂、发泡剂；所述功能化白炭黑依次经过硅溶胶包覆、乙烯基化以及电子辐照交联剂预处理。2.如权利要求1所述的交联聚乙烯发泡板材，其特征在于，所述交联剂为季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或组合。3.如权利要求2所述的交联聚乙烯发泡板材，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂1076中的一种；所述增韧剂为POE；所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。4.如权利要求1
‑
3中任意一项所述的交联聚乙烯发泡板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将包含低密度聚乙烯树脂、交联剂、抗氧剂、增韧剂和功能化白炭黑的混合料加入到高速混合机中混合均匀，直接投入啮合异向双螺杆挤出造粒机进行混炼、造粒得到原料母粒；低密度聚乙烯树脂、交联剂、抗氧剂、增韧剂和功能化白炭黑的质量比例为100:0.5
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3:0.1
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0.5:1
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5:30
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40；第二步：将低密度聚乙烯树脂、发泡剂、超细滑石粉、聚乙烯蜡及白油加入到高速混合机中，恒温60℃混合5
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10分钟，冷却至室温后排入到啮合异向双螺杆挤出造粒机进行混炼、造粒得到发泡母粒；低密度聚乙烯树脂、发泡剂、超细滑石粉、聚乙烯蜡和白油的质量比例为100:20
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30:5
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10:1
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2:0.5
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1；第三步：将上述原料母粒和发泡母粒按质量比例100:10加入到高速混合机中，常温混合1
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5分钟后，单螺杆挤出机中挤出成型为待交联片材；第四步：将第三步得到的待交联片材传入电子加速器中进行双面辐照交联，辐照剂量为4

【专利技术属性】
技术研发人员：古运雄，古小花，
申请(专利权)人：北京唯科致远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：