專利名稱：一種hdpe/ldpe共混發(fā)泡材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡材料及其成型方法，尤其涉及一種高密度聚乙烯(HDPE) /低密度聚乙烯(LDPE)共混材料及其發(fā)泡成型方法。
背景技術(shù)：
聚乙烯(Polyethylene,PE)是由乙烯聚合而成之聚合物,產(chǎn)品發(fā)展至今已有60年左右歷史，目前全球聚乙烯產(chǎn)量居五大泛用樹脂之首，聚乙烯也在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

聚乙烯可以被分為高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)，在力學(xué)性能方面，由于HDPE主鏈上支鏈少而短，結(jié)晶度高，因此它的拉伸強(qiáng)度、硬度都優(yōu)于LDPE，抗沖擊強(qiáng)度低于LDPE。LDPE耐低溫性能好。在化學(xué)性能方面，HDPE抗溶劑性能優(yōu)于LDPE。在透氣性能方面，HDPE透氣性僅為LDPE的五分之一。LDPE的密度低，硬度較低，彎曲強(qiáng)度較低，但耐沖擊強(qiáng)度高。HDPE由于熔體強(qiáng)度較低，發(fā)泡性能不及LDPE。HDPE與LDPE之間相容性好，已經(jīng)有一些現(xiàn)有技術(shù)，將兩者進(jìn)行共混，利用LDPE良好的發(fā)泡性能改善HDPE的發(fā)泡性能，現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的大致方法為:先將助劑與HDPE、LDPE基料在開煉機(jī)中混煉，再將混合料用擠出機(jī)，擠出塑膠粒，將塑膠粒注入模具模腔中，交聯(lián)發(fā)泡。但該方法中，由于前期開煉機(jī)混煉時(shí)，混煉溫度較低，為70_80°C，混合后物料不會熔融，仍然為固態(tài)(顆粒或粉狀)，這樣可以方便加入擠出機(jī)料斗，但是，由于溫度低，幾種塑料材料之間難以混合均勻，造成擠出后的發(fā)泡材料性能不均一，尤其是在HDPE/LDPE (重量t匕)=50/50左右時(shí)，靠開煉機(jī)混煉更難以混合均勻；如果在前期開煉機(jī)混煉時(shí)，將混煉溫度提高，容易造成物料熔融粘在一起，不再成固態(tài)(顆粒或粉狀)，難以加入擠出機(jī)料斗，無法實(shí)現(xiàn)擠出發(fā)泡成型。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的工藝方式，決定了只能以低溫方式混煉。但其缺點(diǎn)是混合效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有技術(shù)中，采用先開煉機(jī)混煉，再擠出機(jī)擠出的方式，生產(chǎn)HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料時(shí)，物料混合不均勻，從而導(dǎo)致最終發(fā)泡材料性能不均為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明提供了一種HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料，其原料組成，按重量份數(shù)計(jì)為，HDPE與LDPE的總份數(shù)100份交聯(lián)劑0.5份Ac發(fā)泡劑3-10份氧化鋅1-2份硬脂酸0.5份
抗氧劑1010.0.1 份無機(jī)填料3-15份，其中，HDPE與 LDPE 的重量比為 10:90—90:10，其中，所選用的HDPE的熔體流動速率介于3-6g/10min之間，LDPE的熔體流動速率介于2-3g/10min之間；作為優(yōu)選:交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯DCP或過氧化苯甲酰BPO ；作為優(yōu)選:無機(jī)填料選自碳酸鈣或云母粉。本發(fā)明還提供了一種上述HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的制備方法，具體操作為:按各原料的配比，(I)將HDPE與LDPE共混擠出造粒，干燥，得到基料，作為優(yōu)選:使用雙螺桿擠出機(jī)，對HDPE和LDPE進(jìn)行共混，混合效果好，可以連續(xù)擠
出，產(chǎn)量很大；(2)將步驟(I)中得到的基料在開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，塑煉過程中，向基料中加入助齊 ，助劑與基料混合均勻后，將混合料料片取下，趁熱壓平，作為優(yōu)選:塑煉過程中，雙輥開煉機(jī)的輥溫設(shè)為143—1470C，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度下，HDPE/LDPE共混物料能夠熔融，發(fā)泡助劑能夠與物料很好混合，形成塑料/發(fā)泡助劑混合物料片，為下一步定型及發(fā)泡作好準(zhǔn)備，低于此溫度，HDPE/LDPE共混料難以熔融，與助劑的混合效果不好；溫度高于此溫度，發(fā)泡劑大量分解，則后續(xù)的發(fā)泡會失敗，此時(shí)，實(shí)際料溫與輥筒溫度基本一致，向基料中加入的助劑，就是指交聯(lián)劑、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑、無機(jī)填料和Ac發(fā)泡劑，其中，發(fā)泡劑最后才加入，混合過程中，打三角包5-7次，直到共混料混合均勻，雙輥開煉機(jī)在混煉時(shí)，輥距設(shè)為Imm左右，下料時(shí)，輥距調(diào)大至3mm左右；(3 )將步驟(2 )中的混合料料片預(yù)成型后，把混合料料片放在模具中，發(fā)泡處理，發(fā)泡完成后，待混合料冷卻后，取下模具，得到發(fā)泡材料，作為優(yōu)選:預(yù)成型操作為，混合料料片在150°C的模框中，于5MPa壓力下預(yù)成型IOmin,該溫度下，HDPE/LDPE共混料既能熔融又幾乎沒有發(fā)泡，作為優(yōu)選:發(fā)泡處理為，混合料料片在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱里，于170 180°C溫度下發(fā)泡5-10min,作為優(yōu)選:發(fā)泡處理為，混合料料片在平板硫化機(jī)中，于溫度170 180°C和壓力
I IOMPa 下，發(fā)泡 5-10min,這個(gè)溫度范圍能夠保證HDPE/LDPE共混料發(fā)泡時(shí)熔體強(qiáng)度較好，發(fā)泡過程與材料交聯(lián)過程能夠匹配，壓力范圍與發(fā)泡時(shí)間，在該范圍內(nèi)取值最為合理，壓力再提高，對于發(fā)泡材料性能影響不大，浪費(fèi)功率；時(shí)間再增加，對于發(fā)泡材料性能影響不大，增加時(shí)間降低工作效率，浪
費(fèi)能量。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將HDPE與LDPE共混后發(fā)泡，提高了 HDPE材料的發(fā)泡性能，兩種材料由于相容性好，不需要相容劑；采用本發(fā)明的制備工藝，使得各原料能夠混合均勻，所制的共混發(fā)泡材料泡孔均勻，材料性能均一，密度低而且可調(diào)，力學(xué)性能可調(diào)。


圖1是本發(fā)明的發(fā)泡工藝流程圖。圖2為實(shí)施例1至實(shí)施例5中，共混發(fā)泡材料，泡沫密度隨HDPE:LDPE配比的變化圖。圖3為實(shí)施例1至實(shí)施例5中，共混發(fā)泡材料，泡沫撕裂強(qiáng)度隨HDPE:LDPE配比的變化圖。圖4為實(shí)施例1至實(shí)施例5中，共混發(fā)泡材料，泡沫拉伸強(qiáng)度隨HDPE:LDPE配比的變化圖。圖5為實(shí)施例1中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)0圖6為實(shí)施例2中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)0圖7為實(shí)施例3中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)0圖8為實(shí)施例4中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)0圖9為實(shí)施例5中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)0
圖10是對比實(shí)施例1中，以純的HDPE5306J為原料，制備的發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖。圖11為對比實(shí)施例3中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)。圖12為對比實(shí)施例4中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)。圖13為對比實(shí)施例5中，制備的共混發(fā)泡材料，泡沫經(jīng)液氮冷凍脆斷后的電鏡掃描圖(SEM)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中，涉及到的份數(shù)均為重量份。使用的原料與設(shè)備的具體情況，如表1、表2和表3所不:表I主要原料
權(quán)利要求
1.一種HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料，其特征在于:所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料，其原料組成，按重量份數(shù)計(jì)為， HDPE與LDPE的總份數(shù)100份 交聯(lián)劑0.5份 Ac發(fā)泡劑3-10份 氧化鋅1-2份 硬脂酸0.5份 抗氧劑10100.1份 無機(jī)填料3-15份， 其中，HDPE與LDPE的重量比為10:90— 90:10。
2.如權(quán)利要求1所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料，其特征在于:所述的HDPE的熔體流動速率介于3-6g/10min之間；LDPE的熔體流動速率介于2_3g/10min之間。
3.如權(quán)利要求1所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料，其特征在于:所述的交聯(lián)劑選自過氧化二異丙苯DCP或過氧化苯甲酰BPO。
4.如權(quán)利要求1所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料，其特征在于:所述的無機(jī)填料選自碳酸鈣或云母粉。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于:所述的制備方法為， 按各原料重量份數(shù) (1)將HDPE與LDPE共混擠出造粒，干燥，得到基料； (2)將步驟(I)中得到的基料在開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，塑煉過程中，向基料中加入助劑，助劑與基料混合均勻后，將混合料料片取下，趁熱壓平； (3 )將步驟(2 )中的混合料料片預(yù)成型后，把混合料料片放在模具中，發(fā)泡處理，發(fā)泡完成后，待混合料冷卻后，取下模具，得到發(fā)泡材料。
6.如權(quán)利要求5所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的塑煉過程中，開煉機(jī)的輥溫為143—1470C。
7.如權(quán)利要求5所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述的向基料中加入的助劑為，交聯(lián)劑、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑、無機(jī)填料和Ac發(fā)泡劑，其中，發(fā)泡劑最后才加入。
8.如權(quán)利要求5所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的預(yù)成型操作為，混合料料片在150°C的模框中，于5MPa壓力下預(yù)成型lOmin。
9.如權(quán)利要求5所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的發(fā)泡處理為，混合料料片在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱里，于170 180°C溫度下發(fā)泡5_10mino
10.如權(quán)利要求5所述的HDPE/LDPE共混發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的發(fā)泡處理為，混合料料片在平板硫化機(jī)中，于溫度170 180°C和壓力I IOMPa下，發(fā)泡5-10min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡材料及其成型方法，尤其涉及一種高密度聚乙烯(HDPE)/低密度聚乙烯(LDPE)共混材料及其發(fā)泡成型方法。該共混材料的原料組成為HDPE與LDPE的總重量份數(shù)為100(HDPE與LDPE的重量比為1090—9010)、交聯(lián)劑0.5份、Ac發(fā)泡劑3-10份、氧化鋅1-2份、硬脂酸0.5份、抗氧劑0.1份和無機(jī)填料3-15份；該成型方法的主要步驟為先將HDPE與LDPE按照配比共混擠出造粒，干燥，然后在開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，塑煉過程中，逐漸加入其它助劑，直到共混料混合均勻，將料片取下趁熱壓平后，進(jìn)行預(yù)成型操作，最后將料片放在模具中，發(fā)泡成型。
文檔編號C08K5/09GK103113653SQ20131004790
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者廖華勇, 周玲玲, 陶國良 申請人:常州大學(xué)