本發(fā)明涉及一種包裝用發(fā)泡聚乙烯板材的制備方法，屬于聚乙烯板材技術領域。
背景技術：
隨著我國國民經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，大量高靈敏度、高精度的電子設備，光學儀器、儀表電器等設備裝置，要求質(zhì)量高保護性能好的包裝。同時，與上述產(chǎn)品的運輸相配套的鐵路、航海、航空包裝運輸?shù)阮I域也非常需要隔熱、保溫、緩沖和浮力性能優(yōu)良的保護材料。我國近年興起的發(fā)泡聚乙烯（EPE）研究，正是解決這一問題的開端，目前已獲成果。EPE是一種輕質(zhì)保護包裝材料，采用高壓聚乙烯作主要原材料，加入發(fā)泡劑及其它助劑，在高溫高壓條件下，經(jīng)發(fā)泡而成。這種材料具有獨立的氣泡結構、密度小、柔性好、富有彈性、耐化學腐蝕，耐酸、耐堿、耐油、耐水和耐老化等特性?？朔司郾揭蚁┌l(fā)泡材料（EPS）易碎、不耐溶劑、易變形、回復性差的缺點。同時，發(fā)泡聚乙烯成型工藝獨特，在制作成型品過程中，不需要使用模具，不但能完全按客戶的要求，自由進行設計的變動，而且大大減少客戶的模具費用，尤其在客戶產(chǎn)品品種多及數(shù)量少的特殊情況下，更能顯示發(fā)泡聚乙烯所帶來的效益，如優(yōu)化設計綜合成本低于EPS，紙塑等產(chǎn)品，制樣及生產(chǎn)周期短，可極大地縮短交貨周期，成品造型設計新穎美觀，實用，高效。
目前，發(fā)泡聚乙烯發(fā)泡產(chǎn)品已在包裝領域得到廣泛使用，可用于家具保護包裝，電器防震定位包裝，木地板防潮地墊，管道保溫隔熱，機器保護包裝、集裝箱內(nèi)襯、沙發(fā)及建筑施工接合縫及水果和玻璃器皿保護包裝。目前市場上廣泛使用的發(fā)泡聚乙烯材料的密度和表面硬度均較低，密度只能達到20～30g/m3，硬度只能達到邵氏硬度30～40，易被尖銳物體刺穿，長途運輸時的耐碰撞性能較差，無法適應高檔電器和精密儀器的保護要求。因此，對于包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材的研究，顯得尤為重要。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術問題是：針對傳統(tǒng)發(fā)泡聚乙烯板材表面硬度低，易被刺穿，作為包裝材料在長途運輸過程中耐碰撞性能較差，無法滿足高檔電器和精密儀器的保護要求的問題，提供了一種添加硅烷偶聯(lián)劑改性的凹凸棒土，輔以堿浸后的木屑粉，通過塑煉擠出成型制得包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材的方法。本發(fā)明首先將凹凸棒土粉碎后干燥，在加熱攪拌狀態(tài)下滴加硅烷偶聯(lián)劑白油溶液對凹凸棒土進行改性，再將鋸木屑經(jīng)高壓蒸煮活化后，浸泡于氫氧化鈉溶液中進行改性，經(jīng)干燥粉碎制得改性木屑粉，最后與聚乙烯樹脂等混合均勻后經(jīng)塑煉擠出成型，制得包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材。本發(fā)明利用凹凸棒土增強材料的機械強度，提高其耐碰撞性能，同時利用硅烷偶聯(lián)劑改性，提高凹凸棒土與聚乙烯的相容性，再通過堿液處理木屑粉提高木屑粉在材料中的界面性能，同時作為增韌材料，提高聚乙烯板材的抗拉伸性能，有效解決了傳統(tǒng)發(fā)泡聚乙烯板材硬度低，耐碰撞性能較差的問題。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：
（1）量取60～80mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入盛有200～240mL15#白油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合均勻制得KH-570白油溶液；
（2）稱取300～500g粉碎至325～400目的凹凸棒土，置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的凹凸棒土倒入帶攪拌器三口燒瓶中，再將燒瓶置于水浴鍋中，調(diào)節(jié)水浴溫度為75～80℃，攪拌轉(zhuǎn)速為800～1000r/min，在恒溫攪拌條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加100～150mL上述所得KH-570白油溶液，控制在30～45min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應60～90min，待反應結束，將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥3～5h，得改性凹凸棒土，備用；
（3）稱取200～300g鋸木屑，倒入盛有300～500mL清水的高壓蒸鍋中，于溫度為110～120℃，壓力為0.18～0.22MPa條件下，蒸煮30～45min，過濾，收集蒸煮后的鋸木屑，并將其投入盛有1～2L質(zhì)量分數(shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，浸泡2～4h，過濾，收集濾渣，并將所得濾渣置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾渣轉(zhuǎn)入粉碎機中，粉碎后過200～300目篩，得改性木屑粉；
（4）按重量份數(shù)計，依次取30～40份上述所得改性木屑粉，6～8份步驟（2）備用改性凹凸棒土，80～100份聚乙烯樹脂，3～5份偶氮二甲酰胺，0.3～0.5份納米氧化鋅，混合均勻后轉(zhuǎn)入雙輥塑煉機，于溫度為100～120℃條件下塑煉5～7min，再將塑煉機中物料轉(zhuǎn)入單螺桿擠出機進行連續(xù)擠出，擠出成型后拉伸冷卻，即得包裝用發(fā)泡聚乙烯板材。
本發(fā)明的應用方法：將本發(fā)明所得包裝用發(fā)泡聚乙烯板材裁剪成長為0.6～0.8m，寬為0.3～0.4m的板材，用于玻璃化學器皿包裝，并用透明膠帶加固，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材密度為60～400g/m3，邵氏表面硬度為40～70，且具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，能為包裝物提供更全面的保護，在長途運輸過程中包裝材料完好，且玻璃化學器皿未因碰撞而損壞。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）本發(fā)明制備的包裝用發(fā)泡聚乙烯板材具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，回彈性，且抗震效果良好；
（2）本發(fā)明制得的包裝用發(fā)泡聚乙烯板材符合當今包裝材料高性能的要求，作為包裝板材具有可持續(xù)利用時間長的優(yōu)點，可大規(guī)模推廣使用。
具體實施方式
量取60～80mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入盛有200～240mL15#白油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合均勻制得KH-570白油溶液；稱取300～500g粉碎至325～400目的凹凸棒土，置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的凹凸棒土倒入帶攪拌器三口燒瓶中，再將燒瓶置于水浴鍋中，調(diào)節(jié)水浴溫度為75～80℃，攪拌轉(zhuǎn)速為800～1000r/min，在恒溫攪拌條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加100～150mL上述所得KH-570白油溶液，控制在30～45min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應60～90min，待反應結束，將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥3～5h，得改性凹凸棒土，備用；稱取200～300g鋸木屑，倒入盛有300～500mL清水的高壓蒸鍋中，于溫度為110～120℃，壓力為0.18～0.22MPa條件下，蒸煮30～45min，過濾，收集蒸煮后的鋸木屑，并將其投入盛有1～2L質(zhì)量分數(shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，浸泡2～4h，過濾，收集濾渣，并將所得濾渣置于烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾渣轉(zhuǎn)入粉碎機中，粉碎后過200～300目篩，得改性木屑粉；按重量份數(shù)計，依次取30～40份上述所得改性木屑粉，6～8份備用改性凹凸棒土，80～100份聚乙烯樹脂，3～5份偶氮二甲酰胺，0.3～0.5份納米氧化鋅，混合均勻后轉(zhuǎn)入雙輥塑煉機，于溫度為100～120℃條件下塑煉5～7min，再將塑煉機中物料轉(zhuǎn)入單螺桿擠出機進行連續(xù)擠出，擠出成型后拉伸冷卻，即得包裝用發(fā)泡聚乙烯板材。
實例1
量取60mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入盛有200mL15#白油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合均勻制得KH-570白油溶液；稱取300g粉碎至325目的凹凸棒土，置于烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的凹凸棒土倒入帶攪拌器三口燒瓶中，再將燒瓶置于水浴鍋中，調(diào)節(jié)水浴溫度為75℃，攪拌轉(zhuǎn)速為800r/min，在恒溫攪拌條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加100mL上述所得KH-570白油溶液，控制在30min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應60min，待反應結束，將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥3h，得改性凹凸棒土，備用；稱取200g鋸木屑，倒入盛有300mL清水的高壓蒸鍋中，于溫度為110℃，壓力為0.18MPa條件下，蒸煮30min，過濾，收集蒸煮后的鋸木屑，并將其投入盛有1L質(zhì)量分數(shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，浸泡2h，過濾，收集濾渣，并將所得濾渣置于烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾渣轉(zhuǎn)入粉碎機中，粉碎后過200目篩，得改性木屑粉；按重量份數(shù)計，依次取30份上述所得改性木屑粉，6份備用改性凹凸棒土，80份聚乙烯樹脂，3份偶氮二甲酰胺，0.3份納米氧化鋅，混合均勻后轉(zhuǎn)入雙輥塑煉機，于溫度為100℃條件下塑煉5min，再將塑煉機中物料轉(zhuǎn)入單螺桿擠出機進行連續(xù)擠出，擠出成型后拉伸冷卻，即得包裝用發(fā)泡聚乙烯板材。
將本發(fā)明所得包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材裁剪成長為0.6m，寬為0.3m的板材，用于玻璃化學器皿包裝，并用透明膠帶加固，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材密度為60g/m3，邵氏表面硬度為40，且具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，能為包裝物提供更全面的保護，在長途運輸過程中包裝材料完好，且玻璃化學器皿未因碰撞而損壞。
實例2
量取80mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入盛有240mL15#白油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合均勻制得KH-570白油溶液；稱取500g粉碎至400目的凹凸棒土，置于烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的凹凸棒土倒入帶攪拌器三口燒瓶中，再將燒瓶置于水浴鍋中，調(diào)節(jié)水浴溫度為80℃，攪拌轉(zhuǎn)速為1000r/min，在恒溫攪拌條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加150mL上述所得KH-570白油溶液，控制在45min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應90min，待反應結束，將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥5h，得改性凹凸棒土，備用；稱取300g鋸木屑，倒入盛有500mL清水的高壓蒸鍋中，于溫度為120℃，壓力為0.22MPa條件下，蒸煮45min，過濾，收集蒸煮后的鋸木屑，并將其投入盛有2L質(zhì)量分數(shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，浸泡4h，過濾，收集濾渣，并將所得濾渣置于烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾渣轉(zhuǎn)入粉碎機中，粉碎后過300目篩，得改性木屑粉；按重量份數(shù)計，依次取40份上述所得改性木屑粉，8份備用改性凹凸棒土，100份聚乙烯樹脂，5份偶氮二甲酰胺，0.5份納米氧化鋅，混合均勻后轉(zhuǎn)入雙輥塑煉機，于溫度為120℃條件下塑煉7min，再將塑煉機中物料轉(zhuǎn)入單螺桿擠出機進行連續(xù)擠出，擠出成型后拉伸冷卻，即得包裝用發(fā)泡聚乙烯板材。
將本發(fā)明所得包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材裁剪成長為0.8m，寬度為0.4m的板材，用于玻璃化學器皿包裝，并用透明膠帶加固，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材密度為400g/m3，邵氏表面硬度為70，且具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，能為包裝物提供更全面的保護，在長途運輸過程中包裝材料完好，且玻璃化學器皿未因碰撞而損壞。
實例3
量取70mL硅烷偶聯(lián)劑KH-570，倒入盛有220mL15#白油的燒杯中，用玻璃棒攪拌混合均勻制得KH-570白油溶液；稱取400g粉碎至363目的凹凸棒土，置于烘箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的凹凸棒土倒入帶攪拌器三口燒瓶中，再將燒瓶置于水浴鍋中，調(diào)節(jié)水浴溫度為78℃，攪拌轉(zhuǎn)速為900r/min，在恒溫攪拌條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加125mL上述所得KH-570白油溶液，控制在38min內(nèi)滴完，待滴加完畢，繼續(xù)恒溫攪拌反應75min，待反應結束，將三口燒瓶中物料轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為108℃條件下干燥4h，得改性凹凸棒土，備用；稱取250g鋸木屑，倒入盛有400mL清水的高壓蒸鍋中，于溫度為115℃，壓力為0.20MPa條件下，蒸煮38min，過濾，收集蒸煮后的鋸木屑，并將其投入盛有2L質(zhì)量分數(shù)為15%氫氧化鈉溶液的燒杯中，浸泡3h，過濾，收集濾渣，并將所得濾渣置于烘箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重，再將干燥后的濾渣轉(zhuǎn)入粉碎機中，粉碎后過250目篩，得改性木屑粉；按重量份數(shù)計，依次取35份上述所得改性木屑粉，7份備用改性凹凸棒土，90份聚乙烯樹脂，4份偶氮二甲酰胺，0.4份納米氧化鋅，混合均勻后轉(zhuǎn)入雙輥塑煉機，于溫度為110℃條件下塑煉6min，再將塑煉機中物料轉(zhuǎn)入單螺桿擠出機進行連續(xù)擠出，擠出成型后拉伸冷卻，即得包裝用發(fā)泡聚乙烯板材。
將本發(fā)明所得包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材裁剪成長為0.7m，寬為0.3m的板材，用于玻璃化學器皿包裝，并用透明膠帶加固，即可。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的包裝材料用發(fā)泡聚乙烯板材密度為230g/m3，邵氏表面硬度為55，且具有良好的耐刮擦性和耐刺穿性，能為包裝物提供更全面的保護，在長途運輸過程中包裝材料完好，且玻璃化學器皿未因碰撞而損壞。