專利名稱：一種耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉及其制備方法。
技術(shù)背景
化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉(XPE)材料是以低密度聚乙烯(LDPE)為主要原料，添加交聯(lián)劑過氧化二異丙苯(DCP)、發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺(AC)等多種化工原料，經(jīng)混合密煉造粒、擠出加工、再經(jīng)發(fā)泡、定型、后加工處理等系列加工工藝生產(chǎn)出來的一種具有優(yōu)異的物理機械性能、外觀漂亮、手感舒適、熱加工性好的閉孔型泡沫材料。該泡沫材料具有泡孔細(xì)密均勻、 強韌、隔熱、隔音效果好、耐腐蝕性高、回彈性好、吸水性小、手感舒適等多種優(yōu)異性能。與其性能相適應(yīng)，可廣泛適用于車船制造業(yè)、空調(diào)制冷業(yè)、包裝業(yè)、建筑、工程、農(nóng)業(yè)、體育用品、 膠帶基材空調(diào)用保溫管電子行業(yè)等。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其用途也多樣化，需要創(chuàng)新改進(jìn)開發(fā)出具有耐高溫性，耐候性，抗氧化，耐疲勞老化、受高溫收縮小等性能的材料，但目前來說，國內(nèi)外對這一方向研究得甚少。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中一般泡棉在高溫使用環(huán)境下，泡棉尺寸收縮大的缺點。
本發(fā)明提供一種耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉，包括 低密度聚乙烯 66%-84%;線性低密度聚乙烯 10%-15. 3%; 發(fā)泡劑2. 5%-15% ；交聯(lián)劑1. 2%-1. 5% ；抗氧劑2%-2. 5% ；其中，所述發(fā)泡劑選自偶氮二甲酰胺，所述交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯；所述抗氧劑選自四[β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用以上組分和含量，其優(yōu)點在于 添加線性低密度聚乙烯和抗氧劑來改善和提高泡棉的耐高溫性和抗氧化性能，利用過氧化二異丙苯對聚乙烯進(jìn)行交聯(lián)、發(fā)泡劑受熱分解而發(fā)泡，這樣就能做成出優(yōu)異的耐高溫和抗氧化性能的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯材料，用化學(xué)交聯(lián)的方式能夠有效的控制成本，另外，一定比例的線性低密度聚乙烯的添加，提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能，從而在生產(chǎn)中間接的提高了產(chǎn)品的成品率。
優(yōu)選的，所述低密度聚乙烯的熔融指數(shù)為0. 7 g/10min至0. 8g/10min。
優(yōu)選的，所述低密度聚乙烯中聚乙烯的熔融指數(shù)在0.8 g/10min至0.9 g/lOmin。
本發(fā)明還提供了一種制備耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉的方法，包括以下幾個步驟造粒步驟在100°C下，加入低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯共混合，進(jìn)行密煉造粒；再將上述共混的母粒加入不同含量的發(fā)泡劑和抗氧劑于105°c進(jìn)行第二次密煉造粒， 形成混合母粒；交聯(lián)劑和一定量的低密度聚乙烯共混合，進(jìn)行密煉造粒成交聯(lián)劑母粒； 配料步驟將造粒好的兩種混合母粒進(jìn)行比例摻配，并用攪拌機攪拌均勻； 擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)單螺桿擠出機擠出； 發(fā)泡步驟將所述擠出的母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
本發(fā)明還提供了另外一種制備耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉的方法，包括以下幾個步驟造粒步驟將一定比例的低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯先在溫度100°c密煉造粒，造粒后再加一定比例的發(fā)泡劑和抗氧劑混合密煉，造粒得到混合母粒；再將一定比例的交聯(lián)劑和低密度聚乙烯在90°c密煉混合造粒，得到交聯(lián)劑母粒；配料步驟將造粒好的再將上述共混的母粒按比例進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻； 擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)擠出機擠出； 發(fā)泡步驟將所述母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于目前的普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉在生產(chǎn)過程中，一般采用過氧化二異丙苯過氧化物類和交聯(lián)聚乙烯，并用燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐發(fā)泡生產(chǎn)化學(xué)交聯(lián)普通聚乙烯(XPE)泡棉；或者用電子加速器輻照交聯(lián)聚乙烯，經(jīng)過燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐發(fā)泡生產(chǎn)的輻照交聯(lián)聚乙烯泡棉(IXPE)，這樣，普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉在發(fā)泡過程中斷裂次數(shù)多，一旦泡棉斷裂就產(chǎn)生不良和損耗，而基于本發(fā)明所采用的方法，先將一定比例的低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯進(jìn)行密煉造粒，再將造粒好的再將上述共混的母粒按比例進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻；將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)擠出機擠出；最后將所述母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)擠出和發(fā)泡，這樣，制備出的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉力學(xué)性能優(yōu)異，從而減少了泡棉的斷裂，降低了泡棉的損耗，直接提高了產(chǎn)品成品率，減少了公司生產(chǎn)成本。
優(yōu)選的，所述擠出機的機筒自進(jìn)料口至模具順序設(shè)置五段加熱區(qū)，各區(qū)溫度依次為 115±3°C、117±3°C、125±3°C、125±3°C、125±3°C。溫度后三個區(qū)一致，前面 2 個區(qū)溫度逐步遞增。
優(yōu)選的，所述出料處與所述模具之間設(shè)置有機脖法蘭，所述機脖法蘭的溫度為 110°C，所述模具的溫度為125°C。
優(yōu)選的，所述燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐包括預(yù)熱段和發(fā)泡段，所述預(yù)熱段的溫度為 130士5°C，發(fā)泡段的溫度為230士5°C。
優(yōu)選的，所述燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐中網(wǎng)帶速度為沈mm/s至^mm/s。
本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明中的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉在后加工過程中，受熱后比相近倍率的普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉收縮率都小，克服了在高溫使用環(huán)境下， 泡棉尺寸收縮大的缺點。
2.與普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉(倍率相近)對比，本發(fā)明中的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉在力學(xué)性能上，尤其是拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度等方面得到了明顯提高。
3、普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉在發(fā)泡過程中斷裂次數(shù)多，一旦泡棉斷裂就產(chǎn)生不良和損耗，而基于本發(fā)明中的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉力學(xué)性能優(yōu)異，從而減少了泡棉的斷裂，降低了泡棉的損耗，直接提高了產(chǎn)品成品率，減少了生產(chǎn)成本。
4、本發(fā)明中的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉可以根據(jù)不同的高溫使用需求，克服了在高溫環(huán)境下使用普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉收縮較大的問題。
5、本發(fā)明中的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉所添加線性低密度聚乙烯，其材料本身熔點高，硬度大，添加此材料后增加了耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉硬度，滿足客戶對硬度不同的需求。
具體實施方式
對本發(fā)明的較優(yōu)的實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明1、選料步驟本發(fā)明中的發(fā)泡劑為黃色粉狀，在聚乙烯中的分散狀態(tài)直接影響發(fā)泡產(chǎn)品泡孔均勻、細(xì)密程度。為了實現(xiàn)發(fā)泡劑同兩種不同種類聚乙烯PE主、輔料等物料均勻混合的目的，必須把物料進(jìn)行混煉。低密度聚乙烯的熔融指數(shù)為0. 7-0. 8g/10min,另外選取的低密度聚乙烯中聚乙烯的熔融指數(shù)在0. 8-0. 9 g/10min左右；2、其中二步混煉造粒工藝為分兩步密煉造粒，即(1)在特定溫度下，不同比例低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯共混密煉造粒；(2)再將上述共混的母粒加入不同含量的發(fā)泡劑和抗氧劑進(jìn)行第二次共混密煉造粒；交聯(lián)劑和一定量的低密度聚乙烯共混合，進(jìn)行密煉造粒成交聯(lián)劑母粒；3、母片擠出成型工藝發(fā)泡卷材(母片)的幾何尺寸、表觀情況基本上決定了最終發(fā)泡產(chǎn)品的寬度、 厚度、表觀質(zhì)量，主要工藝條件是溫度、轉(zhuǎn)速、機頭壓力、口模間隙，各種工藝參數(shù)的選擇要在物料發(fā)泡劑不分解或微分解的前提下保證母片塑化均勻、厚度均勻、表面光滑、內(nèi)應(yīng)力均勻。從理論上講，母片厚度dO與產(chǎn)品厚度dl間對應(yīng)關(guān)系是dl =dO (η為發(fā)泡倍數(shù))，寬度關(guān)系也類似。但在實際生產(chǎn)中由于母片存在內(nèi)應(yīng)力，母片寬、 厚度要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚齞l = IJ^ dO+d修正；因在發(fā)泡過程中母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)受熱后，在內(nèi)應(yīng)力作用下母片寬、厚度增加，長度縮短，發(fā)泡后影響產(chǎn)品規(guī)格尺寸；所以內(nèi)應(yīng)力的存在對發(fā)泡過程中產(chǎn)品尺寸變化規(guī)律影響很大；另外內(nèi)應(yīng)力的存在，會引起發(fā)泡過程中的產(chǎn)品卷曲、粘連，所以必須盡量消除母片中的內(nèi)應(yīng)力。為消除內(nèi)應(yīng)力，擠出過程中在擠出機三輥處安裝模溫機，使三輥處冷卻水溫恒定在溫度，這樣母片在擠出機模具?？谔幊隽虾螅瑐饕饺伬鋮s過程中不會劇冷產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。4、發(fā)泡工藝在普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉發(fā)泡工藝水平基礎(chǔ)上研究耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉發(fā)泡工藝參數(shù)變化，燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐預(yù)熱段(次高溫段)溫度、發(fā)泡段(高溫段)溫度、網(wǎng)帶傳輸速度、牽引冷卻輥的速度與母片、泡棉產(chǎn)品泡孔、表觀質(zhì)量、產(chǎn)品的連續(xù)性的關(guān)系；確定不同倍率、不同母片厚度的水平爐發(fā)泡參數(shù)關(guān)系，以及通過發(fā)泡試驗各種規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)泡，確定不同規(guī)格產(chǎn)品配方中所需發(fā)泡劑和交聯(lián)劑的含量。
實施例1 在100°C下，將28份低密度聚乙烯和15. 3份線性低密度聚乙烯共混合進(jìn)行密煉造粒；再將上述共混的母粒加入15份偶氮二甲酰胺和2. 5份四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯于105°C進(jìn)行第二次密煉造粒，形成混合母粒；加1. 2份過氧化二異丙苯和38份低密度聚乙烯共混合，進(jìn)行密煉造粒成交聯(lián)劑母粒； 配料步驟將造粒好的兩種混合母粒進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻； 擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)單螺桿擠出機擠出； 發(fā)泡步驟將所述擠出的母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
實施例2 造粒步驟將40. 65份低密度聚乙烯和15份線性低密度聚乙烯先在溫度100°C密煉造粒，造粒后12. 5份偶氮二甲酰胺和2. 5份四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，造粒得到混合母粒；再將1. 35份過氧化二異丙苯和觀份低密度聚乙烯密煉混合造粒，得到交聯(lián)劑母粒；配料步驟再將上述共混的母按比例進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻；擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)擠出機擠出；發(fā)泡步驟將所述擠出的母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
實施例3 在100°C下，將41. 1份低密度聚乙烯和15份線性低密度聚乙烯共混合進(jìn)行密煉造粒；再將上述共混的母粒加入10份偶氮二甲酰胺和2. 5份四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯于105°C進(jìn)行第二次密煉造粒，形成混合母粒；加1. 4 份過氧化二異丙苯和30份低密度聚乙烯密煉混合造粒，得到交聯(lián)劑母粒；配料步驟將造粒好的兩種混合母粒進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻；擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)擠出機擠出；發(fā)泡步驟將所述擠出的母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
實施例4 在100°C下，將44. 05份低密度聚乙烯和15份線性低密度聚乙烯共混合進(jìn)行密煉造粒；造粒后再加7. 5份偶氮二甲酰胺，和2份四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，得到混合母粒；加1. 45份過氧化二異丙苯和30份低密度聚乙烯密煉混合造粒，得到交聯(lián)劑母粒；配料步驟將造粒好的上述兩種共混的母粒進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻；擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)擠出機擠出；發(fā)泡步驟將所述擠出的母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
實施例5 在100°C下，將M份低密度聚乙烯和10份線性低密度聚乙烯共混合進(jìn)行密煉造粒；造粒后再加2. 5份偶氮二甲酰胺，和2份四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，得到混合母粒；加1. 5份過氧化二異丙苯和30份低密度聚乙烯密煉混合造粒，得到交聯(lián)劑母粒；配料步驟將造粒好的上述兩種共混的母粒進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻；擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)擠出機擠出；發(fā)泡步驟將所述擠出的母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
本發(fā)明中的化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉的性能與現(xiàn)有技術(shù)中普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯的性能對比(1)耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉在客戶后加工過程中，受熱后比相近倍率(密度)普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉收縮率都小，克服在高溫使用環(huán)境下，泡棉尺寸收縮大的缺點； 表1耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯與普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯受熱收縮試驗數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉，其特征在于，包括 低密度聚乙烯 66%_84%;線性低密度聚乙烯 10%-15. 3%; 發(fā)泡劑2. 5%-15% ；交聯(lián)劑1. 2%-1. 5% ；抗氧劑2%-2. 5% ；其中，所述發(fā)泡劑選自偶氮二甲酰胺，所述交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯；所述抗氧劑選自四[β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
2.如權(quán)利要求1所述的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔融指數(shù)為0. 7 g/10min至0. 8g/10min。
3.如權(quán)利要求1所述的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉，其特征在于，所述低密度聚乙烯中聚乙烯的熔融指數(shù)在0.8 g/10min至0. 9 g/10min。
4.一種制備耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉的方法，包括如權(quán)利要求1至3任一項所述的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉，其特征在于，包括以下幾個步驟造粒步驟在100°C下，加入低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯共混合，進(jìn)行密煉造粒；再將上述共混的母粒加入不同含量的發(fā)泡劑和抗氧劑于105°C進(jìn)行第二次密煉造粒， 形成混合母粒；交聯(lián)劑和一定量的低密度聚乙烯共混合，進(jìn)行密煉造粒成交聯(lián)劑母粒； 配料步驟將造粒好的兩種混合母粒進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻； 擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)單螺桿擠出機擠出； 發(fā)泡步驟將所述擠出的母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
5.一種制備耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉的方法，包括如權(quán)利要求1至3任一項所述的耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉，其特征在于，包括以下幾個步驟造粒步驟將一定比例的低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯先在溫度100°C密煉造粒，造粒后再加一定比例的發(fā)泡劑和抗氧劑混合密煉，造粒得到混合母粒；再將一定比例的交聯(lián)劑和低密度聚乙烯在90°c密煉混合造粒，得到交聯(lián)劑母粒；配料步驟再將上述共混的母按比例進(jìn)行摻配，并用攪拌機攪拌均勻； 擠出步驟將攪拌均勻后的混合母粒經(jīng)擠出機擠出； 發(fā)泡步驟將所述母片在燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡生產(chǎn)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述擠出機的機筒自進(jìn)料口至模具順序設(shè)置有五段加熱區(qū)，各區(qū)溫度依次為115 士 3°C、117 士 3°C、125 士 3°C、125 士 3°C、125 士 3°C。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述模具的溫度為125°C。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述出料處與所述模具之間設(shè)置有機脖法蘭，所述機脖法蘭的溫度為110°C，所述模具的溫度為125°C。
9.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐包括預(yù)熱段和發(fā)泡段，所述預(yù)熱段的溫度為130士5°C，所述發(fā)泡段的溫度為230士5°C。
10.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述燃?xì)馐剿桨l(fā)泡爐中網(wǎng)帶速度為 26 mm/s 至 28mm/s。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉，包括低密度聚乙烯66%-84%；線性低密度聚乙烯10%-15.3%；發(fā)泡劑2.5%-15%；交聯(lián)劑1.2%-1.5%；抗氧劑2%-2.5%；其中，所述發(fā)泡劑選自偶氮二甲酰胺，所述交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯；所述抗氧劑選自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。還提供了一種制備耐高溫化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉的方法，包括以下幾個步驟造粒步驟、配料步驟、擠出步驟和發(fā)泡步驟。本發(fā)明的有益效果是在后加工過程中，受熱后比相近倍率比普通化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡棉收縮率都小，克服在高溫使用環(huán)境下，泡棉尺寸收縮大的缺點。
文檔編號C08K5/134GK102516623SQ201110389888
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者尹曉軍, 李志剛, 楊鴻昌, 石洪軍, 陳興茂, 黃界 申請人:深圳市長園特發(fā)科技有限公司