一种超轻质材料其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超轻质材料及其制备方法。将可膨胀微球、金属氧化物粉末、分散剂与EVA混合；使用单螺杆挤出机，在70

【技术实现步骤摘要】
一种超轻质材料其制备方法


[0001]本专利技术涉聚合物功能材料领域，具体涉及一种超轻质材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]可膨胀微球作为一种物理发泡剂，其是由气密性较好的聚丙烯腈类聚合物（壳层）和液态烷烃类（核层）构成的具有壳核结构的微球。在不断受热的过程中发泡剂气化、聚合物壳层逐渐软化，而使微球膨胀，微球可膨胀为原始体积的10~50倍，进而得到低密度的已发泡微球。可膨胀微球应用广泛，在塑料和橡胶中可作发泡助剂，不仅可以降低制品的密度，还可以赋予制品隔音隔热等特性；在涂料中可通过其生产具有三维效果的制品；在纸张、纸板和无纺布中通过其可赋予制品立体美观和防滑等效果。但在实际应用过程中如何实现可膨胀微球在塑料或橡胶中的完美发泡，进而达到极佳减重效果，是衡量其应用好坏的关键。目前主要解决方法有可膨胀微球壳层结构调整、可膨胀微球表面改性、注塑配方或注塑工艺调整等。专利技术专利CN112661901 A公开了可膨胀微球制备方法和可膨胀微球，利用改变交联剂加料方式，使可膨胀微球的外壳层交联密度更高、强度更高、发泡时破损率更低，应用到塑料和橡胶中能有良好的减重效果。专利技术专利CN105693908 B公开了一种可膨胀微球再包覆的制备方法，利用二次包覆将少量的三氟甲基丙烯酸酯类物质加入二次包覆的油相中，可使二次聚合的反应更加迅速平稳，得到的微球壳层韧性和密封性更佳，使微球稳泡温度区间更宽，发泡倍率更高。专利技术专利CN112175339 A公开了一种聚合物材料及其制备方法，通过调整注塑配方，将超支化界面改性助剂加入其中，提高聚合物的表面极性，使其与可膨胀微球有良好的相容性，提高微球在基材中的发泡效果。然而如从对微球改性或合成工艺出发，目前的解决办法会存在合成工艺相对复杂、合成时间长、产品不良率高等问题；如从注塑配方出发，目前的解决办法多只能针对特定的材料进行特定的配方设计，且减重效果依旧有限。若能开发出一种注塑配方，针对各种材料均能使可膨胀微球在其中实现完美的发泡进而达到极佳的减重效果，将具有很强的应用的价值。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种超轻质材料及其制备方法。
[0004]一种超轻质材料，包括高分子材料和复合母粒，所述复合母粒按质量计，共混原材料包含乙烯
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醋酸乙烯共聚物（EVA）10~40份，可膨胀微球1~20份，金属氧化物粉末1~20份，分散剂2~5份；所述高分子材料为塑料或橡胶；按质量份数计，所述可膨胀微球占所述高分子材料的1%。
[0005]进一步地，所述可膨胀微球由聚合性单体和烷烃经悬浮聚合制得，所述聚合性单体为丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的一种或多种，所述烷烃为异丁烷、异戊烷、异己烷、异庚烷、异辛烷中的一种或多种。
[0006]进一步地，所述金属氧化物粉末为氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化铜中的一
种或多种。
[0007]进一步地，所述分散剂为石蜡类分散剂、脂肪酸类、脂肪族酰胺类中的一种或多种。
[0008]所述塑料或橡胶为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物（ABS）、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、热塑性聚氨酯弹性体橡胶（TPU）中的一种。
[0009]一种超轻质材料制备方法，包括以下步骤：（1）将可膨胀微球、金属氧化物粉末、分散剂与乙烯
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醋酸乙烯共聚物（EVA）混合，得到混合物料；（2）使用单螺杆挤出机，在70
‑
90℃的温度范围内，将步骤（1）中得到的混合物料用挤出法热切得到复合母粒；（3）将塑料或橡胶和复合母粒混合后，通过挤出、注塑、压延或吹塑方法制得超轻质材料。
[0010]本专利技术提供的一种超轻质材料及其制备方法，有益效果如下：所述复合母粒，可使可膨胀微球在塑料或橡胶中发泡更加完全，在低掺量时便可使塑料或橡胶密度下降幅度高于30%。
[0011]通过在复合母粒的注塑配方中引入金属氧化物粉末，可以赋予可膨胀微球以下特性：（1）利用金属氧化物良好的导热作用，使可膨胀微球受热更加均匀，发泡一致性好；（2）利用金属氧化物与微球中丙烯酸类单体的螯合作用，使微球的耐热性、耐受性更好；（3）利用金属氧化物的填料作用，增强微球受热膨胀过程中壳层的稳定性。
[0012]基于上述特性，加入金属氧化物可使可膨胀微球在对于各种橡胶或塑料的注塑共混中，均能表现出完美的发泡效果，与常规的可膨胀微球对橡胶或塑料产生的减重效果相比，其减重效果增加一倍以上。
具体实施方式
[0013]下面结合实施例对本专利技术做进一步详细的描述。
[0014]需说明的是，实施例所用可膨胀微球有三个型号分别为：（1）可膨胀微球A，起始发泡温度180~190℃，最大发泡温度210~220℃，粒径20~30um；（2）可膨胀微球B，起始发泡温度200~220℃，最大发泡温度240~250℃，粒径20~30um；（3）可膨胀微球C，起始发泡温度160~170℃，最大发泡温度190~200℃，粒径20~30um。
[0015]实施例1：（一）复合母粒按质量计，包括EVA基材20份、可膨胀微球A10份、纳米氧化铝1份、石蜡4份。
[0016]（二）超轻质材料包括以下质量分数组分：SBS基材100份、复合母粒3.5份。复合母粒的质量分数的确定依据为：保证复合母粒中的可膨胀微球占SBS基材的1%。
[0017]（三）制备步骤：（1）将可膨胀微球、金属氧化物粉末、分散剂与乙烯
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醋酸乙烯共聚
物（EVA）混合；（2）使用单螺杆挤出机，在70
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90℃的温度范围内将混合的物料用挤出法热切得到复合母粒；（3）将塑料或橡胶和复合母粒混合后，通过挤出、注塑、压延或吹塑方法制得超轻质材料。
[0018]实施例2：（一）复合母粒按质量计，包括EVA基材20份、可膨胀微球A10份、纳米氧化锌1份、石蜡4份。
[0019]（二）超轻质材料包括以下质量分数组分：SBS基材100份、复合母粒3.5份。复合母粒的质量分数的确定依据为：保证复合母粒中的可膨胀微球占SBS基材的1%。
[0020]（三）制备步骤：（1）将可膨胀微球、金属氧化物粉末、分散剂与乙烯
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醋酸乙烯共聚物（EVA）混合；（2）使用单螺杆挤出机，在70
‑
90℃的温度范围内将混合的物料用挤出法热切得到复合母粒；（3）将塑料或橡胶和复合母粒混合后，通过挤出、注塑、压延或吹塑方法制得超轻质材料。
[0021]实施例3：（一）复合母粒按质量分数计，包括EVA基材20份、可膨胀微球A10份、纳米氧化钛1份、石蜡4份。
[0022]（二）超轻质材料包括以下质量分数组分：SBS基材100份、复合母粒3.5份。复合母粒的质量分数的确定依据为：保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超轻质材料，包括高分子材料和复合母粒，其特征在于，所述复合母粒按质量计，共混原材料包含EVA10~40份，可膨胀微球1~20份，金属氧化物粉末1~20份，分散剂2~5份；所述高分子材料为塑料或橡胶；按质量份数计，所述可膨胀微球占所述高分子材料的1%。2.根据权利要求1所述的超轻质材料，其特征在于，所述可膨胀微球由聚合性单体和烷烃经悬浮聚合制得，所述聚合性单体为丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体和丙烯酸类单体中的一种或多种，所述烷烃为异丁烷、异戊烷、异己烷、异庚烷、异辛烷中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的超轻质材料，其特征在于，所述金属氧化物粉末为氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化铜中的一种或多种。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：江鹏，张志浩，成晓军，刘利利，曹春涛，杨阳，任冲，
申请(专利权)人：快思瑞科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：