CN102746602B - 一种超薄型电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法 - Google Patents
一种超薄型电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种超薄型电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法，包括以下步骤：第一步：将LLDPE、EPDM、EVA、A171、DCP、PE蜡、抗氧剂1010加入到密炼机中充分密炼8-10分钟，密炼温度70-100℃，然后排入到双阶式混炼造粒机进行混炼、接枝、造粒得到接枝基料；第二步：将接枝基料、AC发泡剂、交联助剂、硬脂酸锌、滑石粉加入到高速混合机中混合，然后排入到单螺杆挤出机中，挤制成片材；第三步：将第二步挤制的片材进入到电子加速器进行辐射交联；第四步：经过辐射交联后的片材进入发泡炉进行发泡；第五步：经过发泡的片材，直接进入双辊轧光机轧光得到厚度为0.1-0.3毫米的电子辐射交联聚烯烃发泡片材。
Description
技术领域
本发明涉及一种超薄型电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法。
背景技术
电子辐射交联聚烯烃发泡片材，即IXPE(Irradiation crpsslinked polyethylene foam)发泡材料，是聚烯烃类聚合物与各种助剂共混挤出成型，经过电子加速器辐射交联，高温发泡工艺制得的高分子泡沫材料。产品主要特点是：厚度薄、质量轻、表面光洁细腻、泡孔密闭均匀、优良的隔热和隔音性能、质量轻、防潮、环保、同时具有良好的物理性能、易于二次加工成型。主要应用范围为：a、包装领域，该发明产品具备优良的缓冲性能，防震防碎，常用于包装精密仪器和光学仪器，如计算机、照相机、电子仪表、玻璃器皿等；b、建筑工程领域，在建筑冷藏库、位于寒冷地带的住房、厂房中应用，主要对室内保温；c、交通运输领域，利用该发泡材料的隔热保温性制造冷藏汽车、冷藏火车的车门，车体内饰等；d、其它方面，地垫、体育器材、医疗器具、制鞋等方面，可起防潮、防尘、耐磨等作用。
目前市场上急需一种厚度仅为0.1-0.3mm型的超薄型电子辐射交联聚烯烃发泡片材，但传统的配方、生产工艺不能够生产此超薄型片材，因此目前尚未见有该型号产品的销售。此类电子辐射交联聚烯烃发泡片材开发的技术难点是：由于该类产品是化学泡，在发泡过程中发泡的程度难以控制，目前能控制的最薄厚度为0.5mm。
发明内容
本发明的目的是制备一种超薄型（0.1-0.3毫米）电子辐射交联聚烯烃发泡片材，制备出的发泡片材厚度范围在0.1-0.3mm之间，最薄的0.1mm。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：
一种超薄型（0.1-0.3毫米）电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法，包括以下步骤：
第一步：接枝基料的制备：将线性低密度聚乙烯(LLDPE)、 三元乙丙胶(EPDM)、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、过氧化二异丙苯（DCP）、聚乙烯蜡（PE蜡）、抗氧剂1010加入到密炼机中充分密炼8-10分钟，其中乙烯基三甲氧基硅烷在密炼的最后一分钟加入，密炼温度70-100℃，然后排入到双阶式混炼造粒机进行混炼、接枝、造粒得到接枝基料；所用线性低密度聚乙烯、三元乙丙胶、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、抗氧剂1010的质量比例为：5-20:2-10:30-60:1-2:0.1-0.3:1-2:0.3-0.5；双阶式混炼造粒机的工作温度为：一区135±5℃，二区145±5℃，三区165±5℃，四区175±5℃，五区185±5℃，六区170±5℃；
第二步：片材的挤出：将接枝基料、AC发泡剂（偶氮二甲酰胺）、交联助剂TMPTMA（三羟甲基丙烷三甲丙烯酸酯）、硬脂酸锌、滑石粉加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到单螺杆挤出机中，挤制成片材，所用接枝基料、AC发泡剂、交联助剂、硬脂酸锌、滑石粉的质量比例为：80-100:2-3:1-2:1-2:3-5，单螺杆挤出机的工作温度为：一区90±5℃，二区95±5℃，三区100±5℃，四区110±5℃，五区100±5℃；
第三步：片材的辐射交联：将第二步挤制的片材进入到电子加速器进行辐射交联，辐照剂量为25Mrad；
第四步：交联后的片材发泡：经过辐射交联后的片材进入发泡炉进行发泡，发泡炉温度： 260±10℃；
第五步：片材的二次加工：经过发泡的片材，直接进入双辊轧光机轧光得到厚度为0.1-0.3毫米的电子辐射交联聚烯烃发泡片材，双辊轧光机辊筒的温度设定为：130±10℃。
本发明研发并成功生产了此类超薄（0.1-0.3毫米）产品，从三个方面解决了此技术难点：①、采用了特殊的配方体系，即采用线性低密度聚乙烯LLDPE、配合三元乙丙胶(EPDM)、乙烯乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)作为发泡基料，配合乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化二异丙苯及其他助剂，使共混基体树脂在挤出过程中发生接枝反应，熔体粘度增加；②添加特种交联助剂，使材料发泡前达到较高的交联度，使发泡时高聚物黏度增加，流动性减少，发泡更均匀，细腻，厚度更薄。③、采用二次加工工艺，即第一次加工出的成品，经双辊轧光机轧光，经轧光的产品厚度达到0.1-0.3mm范围内，（传统的产品没有二次加工工艺）。主要原理是：产品经电子加速器高能电子束辐照交联后，线型分子部分链段产生交联，变成三维网状结构后，此时该材料具有“记忆效应”，将具有记忆效应交联型材料经过高温发泡炉加热发泡，在发泡气体的膨胀下材料内部形成致密的泡孔，产品扩张至原来的数倍，发泡后在扩张的情况下冷却定型，定型后的产品经加热的双辊轧光机轧光，片材就会变回高弹态，但这时内部气体压力比在发泡炉中低，片材回缩，在轧光机的作用下片材变薄（厚度最薄0.1mm，厚度范围为0.1-0.3mm）。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种超薄型（0.1-0.3毫米）电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法，包括以下步骤：
第一步：接枝基料的制备：取5-20KgLLDPE、2-10Kg EPDM、30-60KgEVA、1-2Kg A171、0.1-0.3KgDCP、1-2Kg PE蜡、0.3-0.5Kg1010#加入到密炼机中、充分密炼8-10分钟，密炼温度70-100℃，其中A171在最后一分钟加入，然后排入到双阶式混炼造粒机进行混炼、接枝、造粒，双阶式混炼造粒机的工作温度为：一区135±5℃，二区145±5℃，三区165±5℃，四区175±5℃，五区185±5℃，六区170±5℃。
第二步：片材的挤出：取80-10Kg接枝基料、2-3KgAC发泡剂、1-2KgTMPTMA、1-2Kg硬脂酸锌、3-5Kg滑石粉加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到单螺杆挤出机中，挤制成片材，单螺杆挤出机的工作温度为：一区90±5℃，二区95±5℃，三区100±5℃，四区110±5℃，五区100±5℃。
第三步：片材的辐射交联：挤制好的片材进入到电子加速器进行辐射交联，辐照剂量为25Mrad，（传统厚片材辐照剂量为15-18Mrad）。
第四步：交联后的片材发泡：经过辐射交联后的片材进入发泡炉进行发泡，发泡炉温度： 260±10℃。
第五步：片材的二次加工：经过发泡的片材，传统的工艺发泡后即成成品，本发明产品经过经双辊轧光机轧光。发泡后的产品直接进入双辊轧光机，辊筒的温度设定为：130±10℃。轧光后的片材即可包装。
实施例1：一种超薄型（0.1-0.3毫米）电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法，
该制备方法依次包括以下步骤：
一种超薄型（0.1-0.3毫米）电子辐射交联聚烯烃发泡片材及制备方法，包括以下步骤：
第一步：接枝基料的制备：取5KgLLDPE、2Kg EPDM、30KgEVA、1Kg A171、0.1KgDCP、1Kg PE蜡、0.3Kg1010#加入到密炼机中、充分密炼8-10分钟，密炼温度70-100℃，其中A171在最后一分钟加入，然后排入到双阶式混炼造粒机中进行混炼、接枝、造粒，双阶式混炼造粒机的工作温度为：一区135±5℃，二区145±5℃，三区165±5℃，四区175±5℃，五区185±5℃，六区170±5℃。
第二步：片材的挤出：取80Kg接枝基料、2KgAC发泡剂、1KgTMPTMA、1Kg硬脂酸锌、3Kg滑石粉加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到单螺杆挤出机中，挤制成片材，单螺杆挤出机的工作温度为：一区90±5℃，二区95±5℃，三区100±5℃，四区110±5℃，五区100±5℃。
第三步：片材的辐射交联：挤制好的片材进入到电子加速器进行辐射交联，辐照剂量为25Mrad。
第四步：交联后的片材发泡：经过辐射交联后的片材进入发泡炉进行发泡，发泡炉温度： 260±10℃。
第五步：片材的二次加工：经过发泡的片材，传统的工艺发泡后即成成品，本发明产品经过经双辊轧光机轧光。发泡后的产品直接进入双辊轧光机，辊筒的温度设定为：130±10℃。轧光后的片材即可包装。
所用主要原材料说明：
线性低密度聚乙烯树脂：型号：7050，颗粒，熔融指数0.2，产地，中原石化；
三元乙丙胶：块状，型号：EP21，产地：日本JSR公司；
乙烯—醋酸乙烯酯共聚物：型号：VS410，颗粒，产地韩国现代，VA%=26；
乙烯基三甲氧基硅烷：型号：A171，无色透明液体，产地：美国；
过氧化二异丙苯：活化剂，白色晶状，产地：宁波；
TMPTMA：交联助剂，三羟甲基丙烷三甲丙烯酸酯，淡黄色粘稠液体，产地，广州；
抗氧剂1010#：白色晶状，产地 ：宁波阿克苏；
聚乙烯蜡：润滑剂，蜡状片状粉末，产地为青岛和上海；
滑石粉：发泡助剂，灰白色粉末， 3500目，产地:湖北；
AC发泡剂：偶氮二甲酰胺，淡黄色粉末，产地为上海；
硬脂酸锌：发泡助剂，为白色粉末，产地为湖北。
该产品虽然很薄，但很柔软，具有良好的压缩性能。
该发明产品封密性非常好，能量吸收性好（可达55%以上的冲击吸收率，防震、缓冲的极佳选择），反冲性强，尺寸稳定性高，耐温性好，耐气候性能，具有防滑，防震，耐老化等性能。主要性能数据：产品厚度，0.1mm；使用温度-50-150℃；抗张强度≥2Mpa；断裂伸长率≥300%；压缩永久变形≤1%；平均泡孔直径≤10μm。
本发明产品可用于便携式电子产品，比如手机，数码相机，数码摄像机，PSP机等机壳缓冲、防尘用垫圈和一些自助式医疗产品或需要有防水要求的电子电器，能够良好发挥防水，防尘，减震的作用。
实施例2：
同实施例1，不同时的是：第一步：取20KgLLDPE、10Kg EPDM、60KgEVA、2Kg A171、0.3KgDCP、2Kg PE蜡、0.5Kg1010#；第二步：取10Kg接枝基料、3KgAC发泡剂、2KgTMPTMA、2Kg硬脂酸锌、5Kg滑石粉。
主要性能数据：产品厚度，0.3mm；使用温度-50-150℃；抗张强度≥3Mpa；断裂伸长率≥350%；压缩永久变形≤1%；平均泡孔直径≤20μm。
实施例3：
同实施例1，不同时的是：第二步：取10Kg接枝基料、3KgAC发泡剂、2KgTMPTMA、2Kg硬脂酸锌、5Kg滑石粉。
主要性能数据：产品厚度，0.3mm；使用温度-50-150℃；抗张强度≥3.5Mpa；断裂伸长率≥400%；压缩永久变形≤1%；平均泡孔直径≤20μm。
实施例4：
同实施例2，不同时的是：第二步：取80Kg接枝基料、2KgAC发泡剂、1KgTMPTMA、1Kg硬脂酸锌、3Kg滑石粉。
主要性能数据：产品厚度，0.2mm；使用温度-50-150℃；抗张强度≥3Mpa；断裂伸长率≥300%；压缩永久变形≤1%；平均泡孔直径≤20μm。
Claims (3)
1.一种超薄型电子辐射交联聚烯烃发泡片材的制备方法，包括以下步骤：
第一步：接枝基料的制备：将线性低密度聚乙烯、 三元乙丙胶、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、抗氧剂1010加入到密炼机中充分密炼8-10分钟，其中乙烯基三甲氧基硅烷在密炼的最后一分钟加入，密炼温度70-100℃，然后排入到双阶式混炼造粒机进行混炼、接枝、造粒得到接枝基料；所用线性低密度聚乙烯、三元乙丙胶、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷、过氧化二异丙苯、聚乙烯蜡、抗氧剂1010的质量比例为：5-20:2-10:30-60:1-2:0.1-0.3:1-2:0.3-0.5；双阶式混炼造粒机的工作温度为：一区135±5℃，二区145±5℃，三区165±5℃，四区175±5℃，五区185±5℃，六区170±5℃；
第二步：片材的挤出：将接枝基料、发泡剂偶氮二甲酰胺、交联助剂三羟甲基丙烷三甲丙烯酸酯、硬脂酸锌、滑石粉加入到高速混合机中，常温混合3-5分钟，然后排入到单螺杆挤出机中，挤制成片材，所用接枝基料、发泡剂、交联助剂、硬脂酸锌、滑石粉的质量比例为：80-100:2-3:1-2:1-2:3-5，单螺杆挤出机的工作温度为：一区90±5℃，二区95±5℃，三区100±5℃，四区110±5℃，五区100±5℃；
第三步：片材的辐射交联：将第二步挤制的片材进入到电子加速器进行辐射交联，辐照剂量为25Mrad；
第四步：交联后的片材发泡：经过辐射交联后的片材进入发泡炉进行发泡，发泡炉温度： 260±10℃；
第五步：片材的二次加工：经过发泡的片材，直接进入双辊轧光机轧光得到厚度为0.1-0.3毫米的电子辐射交联聚烯烃发泡片材，双辊轧光机辊筒的温度设定为：130±10℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述线性低密度聚乙烯树脂为型号7050的线性低密度聚乙烯树脂；三元乙丙胶为型号EP21的三元乙丙胶；乙烯—醋酸乙烯酯共聚物为型号VS410的乙烯—醋酸乙烯酯共聚物。
3.由权利要求1或2制备的超薄型电子辐射交联聚烯烃发泡片材。
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