一種健康型聚烯烴泡沫材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種健康型聚烯烴泡沫材料及其制備方法，由以下質量配比的原輔料經混合、熔融擠出、預熱、發(fā)泡制得：聚烯烴樹脂70～100份、負離子功能母料20～50份、親水性功能母料15～30份、發(fā)泡劑1～5份、交聯(lián)劑1～5份、色母料0～5份。本發(fā)明的健康型聚烯烴泡沫材料在配方中加入了負離子礦物材料與親水性富勒烯化合物，具有凈化空氣、表面防油污、防靜電效果等優(yōu)點。利用負離子礦物材料的熱電性與壓電性，可有效增加周圍環(huán)境的負離子濃度。同時親水性富勒烯化合物的親水性基團可以與水形成氫鍵，隔斷了污染物與聚烯烴表面的聯(lián)系，同時還可以將積累的靜電荷迅速泄露，達到抗靜電的目的。
【專利說明】一種健康型聚烯烴泡沬材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚烯烴泡沫材料及其制備方法，尤其是指一種健康型聚烯烴泡沫材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚烯烴類塑料應用范圍廣泛，具有良好的物理、化學和力學性能，其韌性、撓曲性和緩沖性能良好，并且具有電絕緣、隔熱等性質，廣泛應用于包裝、化工、建筑等領域。聚烯烴類泡沫塑料應用廣泛，也是最早成功制得的泡沫塑料之一。早在1941年，美國杜邦公司就利用氮氣法成功制備了 LDPE泡沫塑料。經過幾十年的發(fā)展，聚烯烴泡沫塑料已經發(fā)展成熟，在品種及應用方面實現(xiàn)了多樣化。隨著理論研究的不斷深入以及發(fā)泡技術的進步，泡沫塑料在產量和質量方面都有了長足的進步。
[0003]由于聚烯烴泡沫材料具有良好的保溫與能量緩沖特性，因此在室內保溫、運動護具等領域得到了廣泛應用。若能采用具有空氣凈化效果的聚烯烴泡沫材料，將大大有利于使用者的身體健康，對于其應用將起到極大的推動。
[0004]同時由于聚烯烴泡沫材料表面為親油性，在使用過程中容易沾染油污，用水難以清理。雖然可以采用有機溶劑擦拭除去污物，但會對聚烯烴泡沫表面造成損傷，同時使用過后的溶劑也會污染環(huán)境。如果長期存在不加處理，會滋生大量細菌、真菌等微生物。
[0005]此外，由于聚烯烴泡沫材料的電絕緣性能，會積累靜電，使得使用者受到靜電干擾，影響心肌正常的電生理 過程及心電的正常傳導，影響身體健康。
[0006]目前對于聚烯烴泡沫材料的研究，主要集中于其應用與制備方法方面。如CN101243122B公開了一種高熔體強度雙軸取向的聚烯烴泡沫制備方法；CN101263187B公開了一種具有高耐熱性的軟聚烯烴泡沫材料配方及制備方法；CN1282693C公開了一種用于吸聲、保溫的大孔徑聚烯烴泡沫材料等。而對于可以起到凈化空氣、表面防油污、防靜電效果的健康型聚烯烴泡沫材料及其制備方法的研究還未見報道。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明目的是為克服現(xiàn)有聚烯烴泡沫材料的不足之處，提供一種具有凈化空氣、表面防油污的效果的健康型聚烯烴泡沫材料及其制備方法。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
一種健康型聚烯烴泡沫材料，其特征在于負離子材料與親水性富勒烯化合物在交聯(lián)聚烯烴泡沫材料中的應用。
[0009]一種健康型聚烯烴泡沫材料，其特征在于由以下質量配比的原輔料經混合、熔融擠出、預熱、發(fā)泡制得:
聚烯烴樹脂70?100份
負離子功能母料20?50份
親水性功能母料15?30份發(fā)泡劑I?5份
交聯(lián)劑I?5份
色母料O?5份
其中，所述發(fā)泡劑為偶氮化合物；所述交聯(lián)劑為過氧化物交聯(lián)劑。
[0010]所述負離子功能母料是以如下重量份配比的各組份為原料，經混合、造粒而得: 聚烯烴樹脂60?100份
負離子礦物50?80份
其中，所述負離子礦物為電氣石粉、蛋白石粉、奇才石粉、負離子粉中的一種或幾種。
[0011]所述親水性功能母料是以如下重量份配比的各組份為原料，經混合、造粒而得: 聚烯烴樹脂60?100份
親水性富勒烯化合物 10?30份
其中，所述親水性富勒烯化合物為加成有親水基團的富勒烯，包括多羧基富勒烯、多羥基富勒烯、多氨基富勒烯中的一種或幾種。
[0012]其中，所述的一種健康型聚烯烴泡沫材料的制備工藝，其特征在于:首先制備負離子功能母料與親水性功能母料，再通過混合、熔融擠出、預熱、發(fā)泡制得健康型聚烯烴泡沫材料，其具體步驟為:
步驟一:負離子功能母料制備
(1)將負離子礦物、聚烯烴樹脂按照比例加入捏合機中，捏合溫度110°C?140°C，時間IOmin ?30min ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度110°C?150°C，螺桿轉速 30 ?50r/min。
[0013]步驟二:親水性功能母料制備
(1)將聚烯烴樹脂、親水性富勒烯化合物按比例加入捏合機，捏合溫度120°c?140°C，時間 IOmin ?30min ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度120°C?150°C，螺桿轉速 10 ?30r/min。
[0014]步驟三:健康型聚烯烴泡沫材料制備
(1)將聚烯烴樹脂、負離子功能母料、親水性功能母料、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑及色母料按比例加入擠出機料斗，通過螺桿擠出機熔融擠出。其中擠出機螺桿長徑比32，螺桿轉速20?30r/min，擠出溫度 110°C?150°C ；
(2)將母片經過預熱爐進行預熱,預熱溫度130°C?160°C,預熱時間5?15min；
(3)將母片經過發(fā)泡爐進行發(fā)泡，發(fā)泡溫度180°C?220°C，發(fā)泡時間I?5min。
[0015]本發(fā)明的健康型聚烯烴泡沫材料，在配方中加入了負離子礦物材料和親水性富勒烯化合物。負離子礦物材料具有熱電性和壓電性，當泡沫材料所處的環(huán)境溫度有微小變化，或泡沫材料受到輕微壓力時，即可引起負離子礦物材料晶體之間的電勢差，這個能量可促使周圍空氣發(fā)生電離，脫離出的電子附著于鄰近的水和氧分子使之轉化為空氣負離子，從而增加附近區(qū)域的負離子濃度，有利于使用者的身體健康。
[0016]在熔融擠出過程中，由于親水性基團與聚烯烴相容性較差，所以親水性富勒烯化合物會聚集在聚烯烴泡沫材料表層，其中的親水性基團與水形成氫鍵而表現(xiàn)出超親水性，能夠使水滴在表面迅速潤濕鋪展。這種特性使水能優(yōu)先占據(jù)表面，而隔斷了污染物與表面的聯(lián)系，并被多余的水帶走。同時還可以將積累的靜電荷迅速泄露，達到抗靜電的目的。此夕卜，在交聯(lián)過程中，由于富勒烯表面存在大量的不飽和鍵，在交聯(lián)劑的作用下，不僅發(fā)生聚烯烴分子鏈之間的交聯(lián)，還會發(fā)生聚烯烴與富勒烯化合物之間的交聯(lián)。因此在使用過程中，親水性富勒烯化合物不易因摩擦、水洗等原因而缺損，可以長期使用，這比普通的抗靜電劑更有優(yōu)勢。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明的健康型聚烯烴泡沫材料在配方中加入了負離子礦物材料與親水性富勒烯化合物，具有凈化空氣、表面防油污、防靜電效果等優(yōu)點。利用負離子礦物材料的熱電性與壓電性，可有效增加周圍環(huán)境的負離子濃度。同時親水性富勒烯化合物的親水性基團可以與水形成氫鍵，隔斷了污染物與聚烯烴表面的聯(lián)系，同時還可以將積累的靜電荷迅速泄露，達到抗靜電的目的。
【具體實施方式】
[0018]下面通過【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步說明。
[0019]實施例1:·
步驟一:負離子功能母料的制備:
(1)將電氣石粉5.0kg、聚乙烯樹脂6.0kg按照比例加入捏合機中，捏合溫度140°C，時間 IOmin ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度150°C，螺桿轉速50r/min,得到負離子功能母料。
[0020]步驟二:親水性功能母料的制備:
(O將多羧基C6tl 1.0kg、聚乙烯樹脂6.0kg加入捏合機中，捏合溫度140°C，時間IOmin ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度150°C，螺桿轉速50r/min,得到親水性功能母料。
[0021]步驟三:健康型泡沫材料的制備:
(O將聚乙烯7.0kg、負離子功能母料2.0kg、親水性功能母料1.5kg、發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺0.1kg、交聯(lián)劑過氧化二異丙苯0.1kg加入擠出機料斗，并經過螺桿擠出機熔融擠出。其中擠出機長徑比32，螺桿轉速20r/min，擠出機設定溫度150°C ;
(2)擠出后的母片依次經過溫度為160°C的預熱爐，預熱時間15min；
(3)經過預熱后的母片經過溫度為220°C的發(fā)泡爐，時間為5min。
[0022]在層高3m，面積為IOmXlOm的房間中，鋪設本實施例所制備的聚烯烴泡沫材料5m,平均負離子濃度1200個/cm3。
[0023]本實施例所制備的聚烯烴泡沫材料表面接觸角為52.5°。
[0024]實施例2:
步驟一:負離子功能母料的制備:
(I)將負離子粉8.0kg、聚乙烯樹脂6.0kg按照比例加入捏合機中，捏合溫度110°C，時間 30min ；(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度110°C，螺桿轉速30r/min,得到負離子功能母料。
[0025]步驟二:親水性功能母料的制備:
(O將多羥基( 3.0kg、聚乙烯樹脂10.0kg加入捏合機中，捏合溫度110°C，時間30min ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度110°C，螺桿轉速30r/min,得到親水性功能母料。
[0026]步驟三:健康型泡沫材料的制備:
(1)將聚乙烯10.0kg、負離子功能母料5.0kg、親水性功能母料3.0kg、發(fā)泡劑偶氮二甲酸二異丙酯0.5kg、交聯(lián)劑過氧化苯甲酰0.5kg、黑色母0.5kg加入擠出機料斗，并經過螺桿擠出機熔融擠出。其中擠出機長徑比32，螺桿轉速30r/min，擠出機設定溫度110°C ；
(2)擠出后的母片依次經過溫度為130°C的預熱爐，預熱時間5min；
(3)經過預熱后的母片經過溫度為180°C的發(fā)泡爐，時間為lmin。
[0027]實施例3:
步驟一:負離子功能母料的制備:
(1)將蛋白石粉6.0kg、聚乙烯樹脂8.0kg按照比例加入捏合機中，捏合溫度120°C，時間 20min ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度130°C，螺桿轉速40r/min,得到負離子功能母料。
[0028]步驟二:親水性功能母料的制備:
(O將多氨基C6tl 2.0kg、聚乙烯樹脂8.0kg加入捏合機中，捏合溫度120°C，時間20min ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度130°C，螺桿轉速40r/min,得到親水性功能母料。
[0029]步驟三:健康型泡沫材料的制備:
(O將聚乙烯8.5kg、負離子功能母料3.5kg、親水性功能母料2.5kg、發(fā)泡劑偶氮二異丁腈3.0kg、交聯(lián)劑過氧化氫二異丙苯3.0kg、綠色母0.2kg加入擠出機料斗，并經過螺桿擠出機熔融擠出。其中擠出機長徑比32，螺桿轉速25r/min，擠出機設定溫度130°C ；
(2)擠出后的母片依次經過溫度為145°C的預熱爐，預熱時間IOmin；
(3)經過預熱后的母片經過溫度為200°C的發(fā)泡爐，時間為3min。
[0030]實施例4:
步驟一:負離子功能母料的制備:
(1)將負離子粉5.0kg、聚乙烯樹脂6.0kg按照比例加入捏合機中，捏合溫度140°C，時間 IOmin ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度150°C，螺桿轉速50r/min,得到負離子功能母料。
[0031]步驟二:親水性功能母料的制備:
(O將多羥基C6tl 1.0kg、聚乙烯樹脂6.0kg加入捏合機中，捏合溫度140°C，時間IOmin ；(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度150°C，螺桿轉速50r/min,得到親水性功能母料。
[0032]步驟三:健康型泡沫材料的制備:
按照實施例1中的步驟進行泡沫材料制備。
[0033]在層高3m，面積為IOmXlOm的房間中，鋪設本實施例所制備的聚烯烴泡沫材料5m,平均負離子濃度2500個/cm3。
[0034]本實施例所制備的聚烯烴泡沫材料表面接觸角為63.3°。
[0035]實施例5:
步驟一:負離子功能母料的制備:
(1)將蛋白石粉5.0kg、聚乙烯樹脂6.0kg按照比例加入捏合機中，捏合溫度140°C，時間 IOmin ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度150°C，螺桿轉速50r/min,得到負離子功能母料。
[0036]步驟二:親水性 功能母料的制備:
(O將多氨基C6tl 1.0kg、聚乙烯樹脂6.0kg加入捏合機中，捏合溫度140°C，時間IOmin ；
(2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度150°C，螺桿轉速50r/min,得到親水性功能母料。
[0037]步驟三:健康型泡沫材料的制備:
按照實施例1中的步驟進行泡沫材料制備。
[0038]在層高3m，面積為IOmXlOm的房間中，鋪設本實施例所制備的聚烯烴泡沫材料5m,平均負離子濃度850個/cm3。
[0039]本實施例所制備的聚烯烴泡沫材料表面接觸角為48.4°。
【權利要求】
1.一種健康型聚烯烴泡沫材料，其特征在于負離子材料與親水性富勒烯化合物在交聯(lián)聚烯烴泡沫材料中的應用。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種健康型聚烯烴泡沫材料，其特征在于由以下質量配比的原輔料經混合、熔融擠出、預熱、發(fā)泡制得: 聚烯烴樹脂70?100份 負離子功能母料20?50份 親水性功能母料15?30份 發(fā)泡劑I?5份 交聯(lián)劑I?5份 色母料O?5份 其中，所述發(fā)泡劑為偶 氮化合物；所述交聯(lián)劑為過氧化物交聯(lián)劑。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種健康型聚烯烴泡沫材料，其特征在于所述負離子功能母料是以如下重量份配比的各組份為原料，經混合、造粒而得: 聚烯烴樹脂60?100份 負離子礦物50?80份 其中，所述負離子礦物為電氣石粉、蛋白石粉、奇才石粉、負離子粉中的一種或幾種。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種健康型聚烯烴泡沫材料，其特征在于所述親水性功能母料是以如下重量份配比的各組份為原料，經混合、造粒而得: 聚烯烴樹脂60?100份 親水性富勒烯化合物 10?30份 其中，所述親水性富勒烯化合物為加成有親水基團的富勒烯，包括多羧基富勒烯、多羥基富勒烯、多氨基富勒烯中的一種或幾種。
5.根據(jù)權利要求1和2所述的一種健康型聚烯烴泡沫材料的制備工藝，其特征在于:首先制備負離子功能母料與親水性功能母料，再通過混合、熔融擠出、預熱、發(fā)泡制得健康型聚烯烴泡沫材料，其具體步驟為: 步驟一:負離子功能母料制備 (1)將負離子礦物、聚烯烴樹脂按照比例加入捏合機中，捏合溫度110°C?140°C，時間IOmin ?30min ； (2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度110°C?150。。，螺桿轉速 30 ?50r/min ； 步驟二:親水性功能母料制備 (1)將聚烯烴樹脂、親水性富勒烯化合物按比例加入捏合機，捏合溫度120°C?140°C，時間 IOmin ?30min ； (2)將捏合后的物料通過擠出機塑化、擠出、造粒，擠出機機身設定溫度120°C?150°C，螺桿轉速 10 ?30r/min ； 步驟三:健康型聚烯烴泡沫材料制備 (I)將聚烯烴樹脂、負離子功能母料、親水性功能母料、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑及色母料按比例加入擠出機料斗，通過螺桿擠出機熔融擠出；其中擠出機螺桿長徑比32，螺桿轉速20?30r/min，擠出溫度 110°C?150°C ；(2)將母片經過預熱爐進行預熱,預熱溫度130°C?160°C,預熱時間5?15min；(3)將母片經過發(fā)泡爐 進行發(fā)泡，發(fā)泡溫度180°C?220°C，發(fā)泡時間I?5min。
【文檔編號】C08K5/18GK103435884SQ201310343408
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權日:2013年8月8日
【發(fā)明者】卞志良, 楊小兵, 龍國榮, 卞志勇, 孟慶華, 王偉 申請人:泰山體育產業(yè)集團有限公司, 山東泰山金潤塑膠制品有限公司