CN102558647B

CN102558647B - 一种高性能发泡聚乙烯产品的制备方法

Info

Publication number: CN102558647B
Application number: CN 201110403116
Authority: CN
Inventors: 吴雪和; 宋刚; 刘达
Original assignee: XIAMEN SANDEXIN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Xiamen Sandesen Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: CN102558647A

Abstract

本发明涉及一种高性能发泡聚乙烯制品的制备方法。本发明的材料按重量比包括：LDPE和LLDPE共50份；过氧化物0.01～1份；滑石粉和/或碳酸钙0.3～2份；抗缩剂0.02～0.06份以及发泡剂0.1～0.4份。本发明采用丁烷等作为发泡剂，以低密度聚乙烯，线形低密度聚乙烯为树脂原料，所制备的发泡聚乙烯板材具有高密度，高表面硬度的优点，其密度为60～400g/m³，表面硬度为40～70度。具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，回弹性和抗震效果良好。符合当今包装材料高性能，全面保护包装物的要求，而且，具有作为板材可持续利用时间长的优点，具有良好的市场潜力。

Description

一种高性能发泡聚乙烯产品的制备方法

技术领域

本发明涉及一种材料及其制作方法，具体地涉及一种高性能的发泡聚乙烯产品的制备方法。

背景技术

随着我国国民经济建设的高速发展，大量高灵敏度、高精度的电子设备，光学仪器、仪表电器等设备装置，要求质量高保护性能好的包装。同时，与上述产品的运输相配套的铁路、航海、航空包装运输等领域也非常需要隔热、保温、缓冲和浮力性能优良的保护材料。我国近年兴起的发泡聚乙烯(EPE)研究，正是解决这一问题的开端，目前已获成果。EPE是一种轻质保护包装材料，采用高压聚乙烯作主要原材料，加入发泡剂及其它助剂，在高温高压条件下，经发泡而成。这种材料具有独立的气泡结构、密度小、柔性好、富有弹性、耐化学腐蚀，、耐酸、耐碱、耐油、耐水和耐老化等特性。克服了聚苯乙烯发泡材料(EPS)易碎、不耐溶剂、易变形、回复性差的缺点。同时，EPE成型工艺独特，在制作成型品过程中，不需要使用模具，不但能完全按客户的要求，自由进行设计的变动，而且大大减少客户的模具费用，尤其在客户产品品种多及数量少的特殊情况下，更能显示EPE所带来的效益，如优化设计综合成本低于EPS，纸塑等产品，制样及生产周期短，可极大地缩短交货周期，成品造型设计新颖美观，实用，高效。目前，EPE发泡产品已在包装领域得到广泛使用，可用于家具保护包装，电器防震定位包装，木地板防潮地垫，管道保温隔热，机器保护包装、集装箱内衬、沙发及建筑施工接合缝及水果和玻璃器皿保护包装。EPE卷材与低压膜热合后可制袋，用于汽车遮阳板、沙滩垫、地热采暖。切割粘接后可制成用于电脑，电视包装的电器保护材料等。

目前市场上广泛使用的EPE材料的密度和表面硬度均较低，密度只能达到20-30g/m3，硬度只能达到邵氏硬度30-40，易被尖锐物体刺穿，长途运输时的耐碰撞性能较差，无法适应高档电器和精密仪器的保护要求。

另外，现有的吸塑产品中，是普通塑料片材吸塑而成，因片材密度大，成型后表面坚硬无缓冲性能，产品放入后易受冲击导致损坏。而普通EPE，由于其密度低，硬度小，无法通过吸塑制成吸塑产品，因吸塑之后，由于产品各处形状差异大，产品易碎、易回复等；一般通过压花工艺，仅在材料表面加工出纹路，成型精度低。

另外，现有的吸塑托盘是由普通塑料片材制成，片材未进行发泡处理，密度大，成型后表面坚硬，无缓冲性能。产品放入托盘后易受冲击导致损坏。而普通的EPE，由于其密度低，硬度小，不耐真空和高温，无法通过吸塑工艺成型，故一般为平板状，少数通过压花工艺在材料表面加工出纹路，成型精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能的发泡聚乙烯材料产品的制备方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种高性能发泡聚乙烯制品的制备方法，包括以下步骤：

一种高性能发泡聚乙烯制品的制造方法，包括以下步骤：

1)原料制备，按重量比包括：

LDPE和LLDPE 共50份；过氧化异丙苯 0.01～1份；

滑石粉和/或碳酸钙 0.3～2份；单硬脂酸甘油酯 0.008～0.06份以及

丁烷 0.04～0.1份；

2)将LDPE，LLDPE，过氧化异丙苯、滑石粉和/或碳酸钙经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段；

3)将丁烷和单硬脂酸甘油脂分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使滑石粉和/或碳酸钙及丁烷均匀的分散在熔体中；

4)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到板材；

5)板材通过吸塑制成吸塑产品。

较佳地，步骤一用量为：在树脂总重量保持不变为50份的情况下，LDPE为30～50份，LLDPE为0～20份。

其中，步骤4)所述的板材密度为60～400g/m3，表面硬度为40～70度。

较佳地，步骤4)板材的厚度为0.1-7mm。

较佳地，板材经吸塑成型为产品的条件为：真空条件下，加热温度110-265℃，加热时间5-65s。

本发明采用丁烷等作为发泡剂，以低密度聚乙烯(LDPE)和分子量较大的线形低密度聚乙烯(LLDPE)为树脂原料，加入少量过氧化物进行适度交联，所制备的发泡聚乙烯具有高密度(60-400g/m³)，高表面硬度(邵氏硬度40-70)，其机械强度，抗蠕变性，耐应力开裂，耐热和耐低温性更为优越。具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，回弹性和抗震效果良好。符合当今包装材料高性能，全面保护包装物的要求，而且，具有作为板材可持续利用时间长的优点，具有良好的市场发展潜力。制成的板材，经过吸塑制成吸塑产品后，具有如下优点：

1.普通吸塑产品为普通塑料片材制成，片材未进行发泡处理，密度大，成型后表面坚硬，无缓冲性能。本发明产品为发泡EPE板材经吸塑加工而成，相对于吸塑产品，其密度低，表面柔软，具备缓冲性能；

2.普通平板状EPE加工方式简单，成型精度低。对于外形轮廓复杂的产品，普通EPE只能通过切割、冲压的方法实现局部保护，且加工面多为简单曲线，无法和产品轮廓吻合。本发明产品在吸塑工艺条件下成型，精度高(可达到0.5mm)，外形复杂，能够与被保护产品轮廓紧密贴合，保护性更好。

3.普通平板状EPE仅能通过压花工艺实现表面起伏，且高低落差很低，通常小于1mm。而本发明产品通过吸塑模具的作用，可以实现2-50mm的高低落差，缓冲效果大大优于普通的压花EPE。

4、本发明产品还可以通过添加助剂的方式实现防静电、阻燃等特殊功能。

具体实施方式

本发明包括以下步骤：

1)将低密度聚乙烯(LDPE)，线形低密度聚乙烯(LLDPE)，DCP(过氧化异丙苯)，碳酸钙或滑石粉等添加剂经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。

2)将发泡剂丁烷和抗缩剂单硬脂酸甘油脂分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使丁烷均匀分散在熔体中。

3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。该工艺流程如下：

4)密度测定：裁剪发泡聚乙烯板材，测其长(l)、宽(w)、高(h)，再测其重量(m)，则密度ρ＝m/(l*w*h)

表面硬度测定：用邵氏硬度仪测定。

本发明所制备的发泡聚乙烯板材具有高密度(60-400g/m3)，高表面硬度(邵氏硬度40-70)的特性，具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，回弹性和抗震效果良好。符合当今包装材料高性能，全面保护包装物的要求，能为包装物提供更全面的保护，具有可持续利用时间长的优点。

实施例1：

1)将40kgLDPE，10kgLLDPE，0.01kgDCP和0.3kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。

2)将100ml丁烷和24g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。

3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。

表面硬度测定：用邵氏硬度仪测定。

实验结果如表所示。

表1

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		150	55

实施例2：

如实施例1所述，将步骤1)改为：将45kgLDPE，5kgLLDPE，0.01kgDCP和0.5kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。实验结果如表2所示：

表2

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		173	57

实施例3：

如实施例1所述，将步骤1)改为：将30kgLDPE，20kgLLDPE，0.015kgDCP和0.6kg轻质碳酸钙，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。实验结果如表3所示：

表3

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		298	59

实施例4：

如实施例1所述，将步骤1)改为：将30kgLDPE，20kgLLDPE，0.02kgDCP和0.9kg轻质碳酸钙，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。实验结果如表3所示：

表4

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		190	61

实施例5：

如实施例1所述，将步骤2)改为：将40ml丁烷和8g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。实验结果如表5所示：

表5

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		145	53

实施例6：

如实施例1所述，将步骤2)改为：将50ml丁烷和8g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。实验结果如表6所示：

表6

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		124	52

实施例7：

1)将30kgLDPE，20kgLLDPE，0.01kgDCP和0.3kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。

2)将40ml丁烷和60g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。

3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。实验结果如表7所示：

表7

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		400	70

实施例8：

1)将50kgLDPE，0.01kgDCP和0.3kg滑石粉，经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段。

2)将100ml丁烷和8g单硬脂酸甘油酯(经熔融)分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使添加剂及丁烷均匀的分散在熔体中。

3)通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到制品。。实验结果如表8所示：

表8

密度(g/m³)	表面硬度(邵氏硬度)
		60	40

实施例9

将实施例1的板材，经吸塑后制成托盘，其吸塑工艺为：真空条件下，加热温度为200℃，加热时间35s。制成的发泡托盘产品同目前市场上应用的EPP/EPO发泡托盘，以及PET/PS/PVC/PP等吸塑托盘，成本降低30-50％.

本发明产品的成型过程为物理过程，材料长度高，产品可100％回收利用，环境友好度高。

实施例10

将实施例2的板材，经吸塑后制成托盘，其吸塑工艺为：真空条件下，加热温度为265℃，加热时间5s。制成的发泡托盘产品同目前市场上应用的EPP/EPO发泡托盘，以及PET/PS/PVC/PP等吸塑托盘，成本降低30-50％。

实施例11

将实施例3的板材，经吸塑后制成托盘，其吸塑工艺为：真空条件下，加热温度为110℃，加热时间65s。制成的发泡托盘产品同目前市场上应用的EPP/EPO发泡托盘，以及PET/PS/PVC/PP等吸塑托盘，成本降低30-50％。

上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims

1.一种高性能发泡聚乙烯制品的制造方法，包括以下步骤：

1）原料制备，按重量比包括：

LDPE和LLDPE 共50份；过氧化异丙苯 0.01～1份；

丁烷 0.04～0.1份；

2）将LDPE，LLDPE，过氧化异丙苯、滑石粉和/或碳酸钙经真空加料器吸入挤出机料斗，使其落入挤出机料筒，经输送、熔融进入均化段；

3）将丁烷和单硬脂酸甘油酯分别用高压计量泵在均化段前加入，各种物料在均化段充分接触、混合，使滑石粉和/或碳酸钙及丁烷均匀的分散在熔体中；

4）通过过滤网经机头挤出、发泡、冷却、定型、展平、牵引、卷取得到板材；所述的板材密度为60～400g/m³，表面硬度为40～70度；

5）板材通过吸塑制成吸塑产品。

2.如权利要求1所述的一种高性能发泡聚乙烯制品的制备方法，其特征在于，步骤4）板材的厚度为0.1-7mm。

3.如权利要求1所述的一种高性能发泡聚乙烯制品的制备方法，其特征在于，步骤5）板材经吸塑成型为产品的条件为：真空条件下，加热温度110-265℃，加热时间5-65s。