本發(fā)明涉及高分子材料發(fā)泡，尤其涉及一種高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚乙烯(pe)因其輕質(zhì)、成本低、化學(xué)穩(wěn)定性好、易加工等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于包裝材料、建筑板材、農(nóng)業(yè)覆蓋膜、汽車零部件等多個(gè)領(lǐng)域。傳統(tǒng)的聚乙烯發(fā)泡材料具有良好的緩沖性和隔熱性，但在柔軟性、回彈性以及機(jī)械強(qiáng)度等方面存在局限，限制了其在某些特定應(yīng)用場(chǎng)合的使用。

2、一些輕質(zhì)柔軟的運(yùn)動(dòng)器材如瑜伽墊在頻繁使用和出汗過(guò)程中容易成為細(xì)菌和真菌的滋生地，抗菌性能可以有效抑制微生物的生長(zhǎng)，減少感染和過(guò)敏風(fēng)險(xiǎn)?？咕べ|可以減少清潔的頻率和難度，延長(zhǎng)墊子的使用壽命。瑜伽墊在不同的環(huán)境下使用，如健身房、公共場(chǎng)所或戶外，可能被多人共享使用，抗菌特性有助于防止交叉感染，這些地方可能存在更多的微生物污染源。現(xiàn)有瑜伽墊存在抗菌性能不好、耐久性差、清潔困難、舒適性和抓地力不足，影響練習(xí)效果。

3、為了提高聚乙烯發(fā)泡材料的性能，已有研究通過(guò)物理或化學(xué)方法對(duì)聚乙烯進(jìn)行改性。然而，這些方法往往需要復(fù)雜的工藝或昂貴的原料，且在提高某些性能的同時(shí)可能會(huì)影響其他性能，如增加成本、降低生產(chǎn)效率或影響環(huán)境友好性。市場(chǎng)上需要一種既保持聚乙烯材料輕質(zhì)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，又能顯著提高其抗菌性能、回彈性、柔軟性和機(jī)械強(qiáng)度的發(fā)泡聚乙烯材料。此外，該材料的制備方法應(yīng)簡(jiǎn)單、高效，且對(duì)環(huán)境友好。

4、中國(guó)發(fā)明授權(quán)專利cn103408823b公開了一種碳酸鈣高填充高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料，其是由以下質(zhì)量份的原料組成：15～20份的pe、5～20份的彈性體、60～80份的改性碳酸鈣、1～10份的發(fā)泡劑、0.5～1.5份的交聯(lián)劑。一種碳酸鈣高填充高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：1)將碳酸鈣粉干燥；2)將上步得到的碳酸鈣粉與偶聯(lián)劑進(jìn)行充分的混合；3)將pe與彈性體置于開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉；4)將步驟2)中得到的改性碳酸鈣、發(fā)泡劑、交聯(lián)劑按順序加入上步的體系進(jìn)行混煉；5)將混煉后的物料，進(jìn)行一次熱壓發(fā)泡或二次熱壓發(fā)泡。但是該發(fā)明的發(fā)泡聚乙烯材料抗菌性能差、力學(xué)性能不足，不能運(yùn)動(dòng)器材的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料的制備方法。本方法通過(guò)精心設(shè)計(jì)的改性填料和化學(xué)發(fā)泡工藝，實(shí)現(xiàn)了高力學(xué)性能和抗菌性，能有效抑制了細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)，保障了使用者的健康，尤其適合在運(yùn)動(dòng)器材和瑜伽墊等密切接觸皮膚的應(yīng)用中，確保了衛(wèi)生和安全。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

3、一種高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料的制備方法如下：

4、將低密度聚乙烯、高密度聚乙烯與彈性體置于開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉；將改性填料、物理發(fā)泡劑、化學(xué)發(fā)泡劑、交聯(lián)劑按順序加入上述塑煉后的體系進(jìn)行混煉；將混煉后的物料放在模具中，將模具置于平板硫化機(jī)中，在160～180℃、8～12mpa條件下熱壓發(fā)泡8～12分鐘，開模取出，輕壓定型，得到發(fā)泡聚乙烯材料。

5、所述各物質(zhì)的重量份為：2～3份低密度聚乙烯、0.4～0.6份高密度聚乙烯、1.2～1.8份彈性體、2～3份改性填料、0.2～0.4份物理發(fā)泡劑、0.4～0.6份化學(xué)發(fā)泡劑、0.05～0.2份交聯(lián)劑。

6、所述塑煉溫度為120～140℃，塑煉時(shí)間3～5分鐘。

7、所述混煉溫度120～140℃，混煉時(shí)間8～15分鐘。

8、所述彈性體為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙丙橡膠、三元乙丙橡膠中的一種。

9、所述交聯(lián)劑為過(guò)氧化二異丙苯。

10、所述化學(xué)發(fā)泡劑由偶氮二甲酰胺、氧化鋅、硬脂酸鋅按照質(zhì)量比1：0.5～1：2～4混合組成。

11、所述物理發(fā)泡劑為碳酸氫鈉。

12、所述改性填料的制備方法如下，以重量份數(shù)計(jì)：

13、s1：取用8～10份高嶺土和0.4～0.5份3-[三(辛基氧基)硅烷基]丙烷硫醇，加入至70～75份無(wú)水乙醇中，在50～60℃下進(jìn)行加熱攪拌，時(shí)間為1～3小時(shí)，然后在13000～15000轉(zhuǎn)/分鐘離心3～8分鐘，收集固體，用無(wú)水乙醇洗滌，在真空干燥箱中40～60℃烘干1～3小時(shí)，得到預(yù)處理物；

14、s2：使用8～10份步驟s1得到的預(yù)處理物、0.5～0.6份(1s-順式)-(9ci)-1-氨基-2-氯-環(huán)丙烷羧酸和0.1～0.2份安息香二甲醚，加入至70～75份無(wú)水乙醇中，在300～400w紫外燈照射下，在30～40℃下進(jìn)行加熱攪拌反應(yīng)2～3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后離心，離心速度為15000～17000轉(zhuǎn)/分鐘，離心時(shí)間3～8分鐘，去除上清液，收集固體，然后用無(wú)水乙醇洗滌，在真空干燥箱中，以40～60℃烘干1～3小時(shí)，得到改性填料。

15、優(yōu)選的，所述改性填料的制備方法如下，以重量份數(shù)計(jì)：

16、s1：取用8～10份高嶺土和0.4～0.5份3-[三(辛基氧基)硅烷基]丙烷硫醇，加入至70～75份無(wú)水乙醇中，在50～60℃下進(jìn)行加熱攪拌，時(shí)間為1～3小時(shí)，然后在13000～15000轉(zhuǎn)/分鐘離心3～8分鐘，收集固體，用無(wú)水乙醇洗滌，在真空干燥箱中40～60℃烘干1～3小時(shí)，得到預(yù)處理物；

17、s2：使用8～10份步驟s1得到的預(yù)處理物、0.2～0.3份(1s-順式)-(9ci)-1-氨基-2-氯-環(huán)丙烷羧酸、0.2～0.3份1-氨基-2-乙烯基環(huán)丙烷羧酸和0.1～0.2份安息香二甲醚，加入至70～75份無(wú)水乙醇中，在300～400w紫外燈照射下，在30～40℃下進(jìn)行加熱攪拌反應(yīng)2～3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后離心，離心速度為15000～17000轉(zhuǎn)/分鐘，離心時(shí)間3～8分鐘，去除上清液，收集固體，然后用無(wú)水乙醇洗滌，在真空干燥箱中，以40～60℃烘干1～3小時(shí)，得到改性填料。

18、一種高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料采用所述方法制而成。

19、一種瑜伽墊采用所述高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料制備而成。

20、在本發(fā)明的高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料的制備方法中，各個(gè)物質(zhì)的作用如下：

21、低密度聚乙烯(ldpe)作為發(fā)泡材料的基礎(chǔ)組分之一，提供柔軟性和韌性。

22、高密度聚乙烯(hdpe)同樣作為基礎(chǔ)組分，增加材料的硬度和機(jī)械強(qiáng)度。

23、乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)作為共混材料，改善發(fā)泡聚乙烯的柔軟性、彈性和粘合性。

24、改性填料提高材料的力學(xué)性能、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性，并可能改善材料的加工性能。

25、碳酸氫鈉作為物理發(fā)泡劑的組成部分，參與產(chǎn)生氣體，促進(jìn)發(fā)泡過(guò)程。

26、化學(xué)發(fā)泡劑(偶氮二甲酰胺、氧化鋅、硬脂酸鋅)產(chǎn)生氣體，形成泡沫結(jié)構(gòu)，提供所需的泡沫特性。

27、過(guò)氧化二異丙苯作為交聯(lián)劑，促進(jìn)聚乙烯分子間的交聯(lián)，增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和耐熱性。

28、3-[三(辛基氧基)硅烷基]丙烷硫醇作為硅烷偶聯(lián)劑，用于預(yù)處理物，增強(qiáng)高嶺土與聚乙烯基體的相容性和結(jié)合力。

29、(1s-順式)-(9ci)-1-氨基-2-氯-環(huán)丙烷羧酸在改性填料的制備中，可能作為反應(yīng)性單體，增強(qiáng)填料的表面改性。

30、安息香二甲醚作為紫外光固化反應(yīng)的光引發(fā)劑，促進(jìn)改性反應(yīng)的進(jìn)行。

31、無(wú)水乙醇作為溶劑，在改性填料的制備過(guò)程中，用于溶解和分散反應(yīng)物。

32、通過(guò)這些物質(zhì)的協(xié)同作用，本發(fā)明的制備方法能夠生產(chǎn)出具有高回彈、柔軟性和良好力學(xué)性能的軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下幾個(gè)有益效果：

34、1)本發(fā)明的高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料通過(guò)使用改性填料，提高了發(fā)泡聚乙烯的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，增強(qiáng)了抗菌性能。

35、2)本發(fā)明的高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料采用化學(xué)發(fā)泡劑的特定組合能夠在發(fā)泡過(guò)程中產(chǎn)生均勻的氣泡結(jié)構(gòu)，有助于提高材料的回彈性和軟質(zhì)特性。

36、3)本發(fā)明的高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料在混煉過(guò)程中加入碳酸氫鈉和過(guò)氧化二異丙苯，有助于改善聚合物熔體的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，從而提高加工性能。

37、4)本發(fā)明的高回彈軟質(zhì)發(fā)泡聚乙烯材料通過(guò)精確控制熱壓發(fā)泡的條件，能夠制備出具有高回彈性能的發(fā)泡聚乙烯材料。

38、5)本發(fā)明的發(fā)泡聚乙烯材料可以廣泛應(yīng)用于需要良好緩沖、彈性和柔軟性的領(lǐng)域，如汽車內(nèi)飾、家具、鞋材、運(yùn)動(dòng)器材，包括瑜伽墊等。