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CN108690249A - 一种保温型改性珍珠棉材料制备方法及其应用 - Google Patents

一种保温型改性珍珠棉材料制备方法及其应用 Download PDF

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CN108690249A
CN108690249A CN201810572582.9A CN201810572582A CN108690249A CN 108690249 A CN108690249 A CN 108690249A CN 201810572582 A CN201810572582 A CN 201810572582A CN 108690249 A CN108690249 A CN 108690249A
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Suzhou National Plastics Products Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种保温型改性珍珠棉材料制备方法及其应用，该方法是将方解石、膨润土研磨细化，随后与低密度聚乙烯、乙酰乙酸烯丙酯、磷酸三甲苯酯共同加入到反应釜中反应，再将反应产物与异丁基三乙氧基硅烷、二甲氨基丙胺进行微波处理，随后将微波处理产物与过四甲氧基硅烷、环氧大豆油进行两次密炼并加热维持熔融状态，接着将分子蒸馏单甘酯、乙氧基化烷基胺加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，保温反应并发泡，最后趁热挤出、冷却、包装，得到改性珍珠棉材料。制备而成的改性珍珠棉材料，其导热系数低，作为包装材料具有良好的应用前景。

Description

一种保温型改性珍珠棉材料制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，具体涉及一种保温型改性珍珠棉材料制备方法及其应用。
背景技术
包装材料广泛运用于包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等领域，其对于工业生产、人们日常生活具有重要作用。随着我国工业化的不断发展，工业产品的种类和生产量的逐年提高，包装材料的年消耗量也越来越大，因而，我国社会对包装材料的需求量急剧上升。珍珠棉是一种新型环保的包装材料，它由低密度聚乙烯经物理发泡产生无数的独立气泡构成，克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点。具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能，是传统包装材料的理想代替品。珍珠棉分可为普通珍珠棉、无蜡珍珠棉、特平珍珠棉、加密珍珠棉、加密加硬珍珠棉、防静电珍珠棉、PO覆膜珍珠棉、PE淋膜珍珠棉、覆铝箔珍珠棉、镀彩膜贴合珍珠棉、珍珠棉、PS板（珍珠板）、KT板（广告板）\防火珍珠棉、珍珠棉架桥等。由于包装材料的应用领域不同，对其自身性能也有不同要求，现有珍珠棉包装材料的保温隔热性能虽然有一定优势，但仍需要进一步改进，以扩展珍珠棉材料的应用范围。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种保温型改性珍珠棉材料制备方法及其应用，该方法是将方解石、膨润土研磨细化，随后与低密度聚乙烯、乙酰乙酸烯丙酯、磷酸三甲苯酯共同加入到反应釜中反应，再将反应产物与异丁基三乙氧基硅烷、二甲氨基丙胺进行微波处理，随后将微波处理产物与过四甲氧基硅烷、环氧大豆油进行两次密炼并加热维持熔融状态，接着将分子蒸馏单甘酯、乙氧基化烷基胺加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，保温反应并发泡，最后趁热挤出、冷却、包装，得到改性珍珠棉材料。制备而成的改性珍珠棉材料，其导热系数低，作为包装材料具有良好的应用前景。
技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种保温型改性珍珠棉材料制备方法，由以下步骤组成：
（1）将方解石5～7份、膨润土4～6份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯150～200份、乙酰乙酸烯丙酯35～45份、磷酸三甲苯酯10～20份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至100～120℃进行搅拌反应，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷16～20份、二甲氨基丙胺8～12份置于微波处理器中进行微波处理，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷8～10份、环氧大豆油2～4份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至180～190℃，在该温度下密炼塑化40～60分钟，随后加入抗静电剂0.5～1.5份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化20～30分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将分子蒸馏单甘酯15～25份、乙氧基化烷基胺5～9份混合加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入物理发泡剂1～2份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为80～100转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
进一步的，所述步骤（1）中混合物料在反应釜中优选以200～300转/分钟的速率搅拌反应25～35分钟。
进一步的，所述步骤（2）中微波处理的微波频率为280～300 MHz，处理时间为15～25分钟。
进一步的，所述步骤（3）中的抗静电剂选自阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、和非离子型抗静电剂中的任意一种。
进一步的，所述步骤（4）中的物理发泡剂选自丁烷、己烷、和二氧化碳中的任意一种。
与此同时，本发明还公开了上述制备方法制得的保温型改性珍珠棉材料作为包装材料的应用。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明的保温型改性珍珠棉材料制备方法是将方解石、膨润土研磨细化，随后与低密度聚乙烯、乙酰乙酸烯丙酯、磷酸三甲苯酯共同加入到反应釜中反应，再将反应产物与异丁基三乙氧基硅烷、二甲氨基丙胺进行微波处理，随后将微波处理产物与过四甲氧基硅烷、环氧大豆油进行两次密炼并加热维持熔融状态，接着将分子蒸馏单甘酯、乙氧基化烷基胺加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，保温反应并发泡，最后趁热挤出、冷却、包装，得到改性珍珠棉材料。制备而成的改性珍珠棉材料，其导热系数低，作为包装材料具有良好的应用前景。
（2）本发明采用了二甲氨基丙胺、分子蒸馏单甘酯、乙氧基化烷基胺参与制备保温型改性珍珠棉材料，对改性珍珠棉材料进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于改性珍珠棉材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的改性珍珠棉材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
实施例1
（1）将方解石5份、膨润土4份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯150份、乙酰乙酸烯丙酯35份、磷酸三甲苯酯10份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至100℃，以200转/分钟的速率搅拌反应25分钟，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷16份、二甲氨基丙胺8份置于微波处理器中进行微波处理，微波频率为280 MHz，处理时间为15分钟，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷8份、环氧大豆油2份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至180℃，在该温度下密炼塑化40分钟，随后加入阳离子型抗静电剂0.5份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化20分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将分子蒸馏单甘酯15份、乙氧基化烷基胺5份混合加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入丁烷发泡剂1份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
实施例2
（1）将方解石6份、膨润土5份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯175份、乙酰乙酸烯丙酯40份、磷酸三甲苯酯15份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至110℃，以250转/分钟的速率搅拌反应30分钟，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷18份、二甲氨基丙胺10份置于微波处理器中进行微波处理，微波频率为290 MHz，处理时间为20分钟，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷9份、环氧大豆油3份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至185℃，在该温度下密炼塑化50分钟，随后加入阴离子型抗静电剂1份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化25分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将分子蒸馏单甘酯20份、乙氧基化烷基胺7份混合加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入己烷发泡剂1.5份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为90转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
实施例3
（1）将方解石7份、膨润土6份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯200份、乙酰乙酸烯丙酯45份、磷酸三甲苯酯20份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至120℃，以300转/分钟的速率搅拌反应35分钟，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷20份、二甲氨基丙胺12份置于微波处理器中进行微波处理，微波频率为300 MHz，处理时间为25分钟，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷10份、环氧大豆油4份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至190℃，在该温度下密炼塑化60分钟，随后加入非离子型抗静电剂1.5份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化30分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将分子蒸馏单甘酯25份、乙氧基化烷基胺9份混合加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入二氧化碳发泡剂2份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为100转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
对比例1
（1）将方解石5份、膨润土4份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯150份、乙酰乙酸烯丙酯35份、磷酸三甲苯酯10份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至100℃，以200转/分钟的速率搅拌反应25分钟，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷16份置于微波处理器中进行微波处理，微波频率为280 MHz，处理时间为15分钟，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷8份、环氧大豆油2份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至180℃，在该温度下密炼塑化40分钟，随后加入阳离子型抗静电剂0.5份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化20分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将分子蒸馏单甘酯15份、乙氧基化烷基胺5份混合加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入丁烷发泡剂1份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
对比例2
（1）将方解石5份、膨润土4份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯150份、乙酰乙酸烯丙酯35份、磷酸三甲苯酯10份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至100℃，以200转/分钟的速率搅拌反应25分钟，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷16份、二甲氨基丙胺8份置于微波处理器中进行微波处理，微波频率为280 MHz，处理时间为15分钟，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷8份、环氧大豆油2份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至180℃，在该温度下密炼塑化40分钟，随后加入阳离子型抗静电剂0.5份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化20分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将乙氧基化烷基胺5份加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入丁烷发泡剂1份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
对比例3
（1）将方解石5份、膨润土4份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯150份、乙酰乙酸烯丙酯35份、磷酸三甲苯酯10份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至100℃，以200转/分钟的速率搅拌反应25分钟，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷16份、二甲氨基丙胺8份置于微波处理器中进行微波处理，微波频率为280 MHz，处理时间为15分钟，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷8份、环氧大豆油2份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至180℃，在该温度下密炼塑化40分钟，随后加入阳离子型抗静电剂0.5份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化20分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将分子蒸馏单甘酯15份混合加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入丁烷发泡剂1份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为80转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
将实施例1-3和对比例1-3的制得的改性珍珠棉材料分别制成规格为100 mm×100mm×1 mm的片材，按照用热流计法测试其导热系数，测试标准为ASTM C518，测试仪器为德国耐驰进口仪器，型号：HFM436，测试结果如表1所示。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
导热系数（w/mK） 0.25 0.23 0.24 0.28 0.30 0.27
本发明的保温型改性珍珠棉材料制备方法是将方解石、膨润土研磨细化，随后与低密度聚乙烯、乙酰乙酸烯丙酯、磷酸三甲苯酯共同加入到反应釜中反应，再将反应产物与异丁基三乙氧基硅烷、二甲氨基丙胺进行微波处理，随后将微波处理产物与过四甲氧基硅烷、环氧大豆油进行两次密炼并加热维持熔融状态，接着将分子蒸馏单甘酯、乙氧基化烷基胺加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，保温反应并发泡，最后趁热挤出、冷却、包装，得到改性珍珠棉材料。制备而成的改性珍珠棉材料，其导热系数低，作为包装材料具有良好的应用前景。并且，本发明采用了二甲氨基丙胺、分子蒸馏单甘酯、乙氧基化烷基胺参与制备保温型改性珍珠棉材料，对改性珍珠棉材料进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于改性珍珠棉材料中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的改性珍珠棉材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种保温型改性珍珠棉材料制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：
（1）将方解石5～7份、膨润土4～6份研磨细化，使固体颗粒粒径小于50 μm，随后与低密度聚乙烯150～200份、乙酰乙酸烯丙酯35～45份、磷酸三甲苯酯10～20份共同加入到反应釜中，提高反应釜内部温度至100～120℃进行搅拌反应，得到第一反应产物；
（2）将第一反应产物与异丁基三乙氧基硅烷16～20份、二甲氨基丙胺8～12份置于微波处理器中进行微波处理，得到微波处理产物；
（3）将微波处理产物与过四甲氧基硅烷8～10份、环氧大豆油2～4份共同加入到密炼机中，将密炼机内部温度提高至180～190℃，在该温度下密炼塑化40～60分钟，随后加入抗静电剂0.5～1.5份，将密炼机内部温度提高至250℃，二次密炼塑化20～30分钟，得到二次密炼产物并加热维持在熔融状态；
（4）将分子蒸馏单甘酯15～25份、乙氧基化烷基胺5～9份混合加热至熔融状态，将其加入同样为熔融状态的二次密炼产物中，搅拌混合均匀后将温度维持在保持混合物呈熔融态的范围内，向熔融混合物中充入物理发泡剂1～2份，使熔融混合物充分发泡；
（5）将发泡后的熔融混合物趁热注入挤出机中，设定挤出机温度为150℃，螺杆转速为80～100转/分钟，挤出机压力为50 MPa，经挤出、冷却、包装后得到改性珍珠棉材料。
2.根据权利要求1所述的保温型改性珍珠棉材料制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中混合物料在反应釜中优选以200～300转/分钟的速率搅拌反应25～35分钟。
3.根据权利要求1所述的保温型改性珍珠棉材料制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中微波处理的微波频率为280～300 MHz，处理时间为15～25分钟。
4.根据权利要求1所述的保温型改性珍珠棉材料制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的抗静电剂选自阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、和非离子型抗静电剂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的保温型改性珍珠棉材料制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的物理发泡剂选自丁烷、己烷、和二氧化碳中的任意一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述制备方法制得的保温型改性珍珠棉材料作为包装材料的应用。
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