本發(fā)明涉及發(fā)泡材料，具體涉及一種高強(qiáng)抗撕裂epe復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、epe（可發(fā)性聚乙烯），又稱(chēng)珍珠棉，是一種具有非交聯(lián)閉孔結(jié)構(gòu)的高泡沫聚乙烯材料，它主要由低密度聚乙烯（ldpe）為原料，通過(guò)物理發(fā)泡工藝擠壓而成，形成一種輕質(zhì)、柔韌且具有優(yōu)良緩沖性能的泡沫材料。epe的密度通常較低，這使得它在包裝和保護(hù)產(chǎn)品時(shí)，能夠有效減輕整體重量，降低運(yùn)輸成本。

2、epe廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，尤其是在電子電器、儀器儀表、醫(yī)療器械、燈飾、工藝品、玻璃制品、家電以及瓜果等產(chǎn)品的內(nèi)包裝方面，它的無(wú)毒性和環(huán)保特性，使得epe成為食品包裝和醫(yī)療器械包裝的理想選擇，符合現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)安全和環(huán)保的要求。

3、由于epe主要是利用低密度聚乙烯（ldpe）通過(guò)物理發(fā)泡工藝制得的，ldpe本身的機(jī)械強(qiáng)度較低，因此單獨(dú)的epe材料在物理性能上表現(xiàn)出易脆和易破裂的特性，因此，提高epe材料的機(jī)械強(qiáng)度和抗撕裂強(qiáng)度，成為行業(yè)內(nèi)一個(gè)亟待解決的重要課題，例如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn201810130489.2公開(kāi)了一種抗撕裂epe及其制備方法，包括基體材料70-80份、發(fā)泡劑10-20份、成核劑3-7份、抗收縮劑1-2份、抗靜電劑1-3份、性能改善助劑1-2份，其中基體材料包括ldpe、lldpe以及uldpe，性能改善助劑包括聚丙烯纖維、玻璃纖維以及有機(jī)硅阻燃劑，所制備得到的epe材料的力學(xué)性能雖有一定的提升，但仍有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)抗撕裂epe復(fù)合材料及其制備方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

3、一種高強(qiáng)抗撕裂epe復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括如下組分的原料：改性聚乙烯樹(shù)脂80-100份、聚已內(nèi)酯20-30份、發(fā)泡劑15-25份、碳纖維復(fù)合材料10-20份、硬脂酸鋅1-3份、抗氧劑1-2份。

4、在本發(fā)明一些實(shí)施例中，改性聚乙烯樹(shù)脂可以選擇80份、82份、84份、85份、88份、90份、92份、95份、98份、100份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

5、具體的，所述改性聚乙烯樹(shù)脂的制備方法如下：將聚乙烯樹(shù)脂和硅烷偶聯(lián)劑kh560混合均勻，經(jīng)螺桿熔融擠出加工，即得到改性聚乙烯樹(shù)脂。

6、更為具體的，聚乙烯樹(shù)脂和硅烷偶聯(lián)劑kh560的質(zhì)量比為100:3-5，例如可以選擇100:3、100:4、100:5，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

7、更為具體的，螺桿熔融擠出加工的溫度為180-210℃，螺桿轉(zhuǎn)速控制為90-100r/min。

8、在本發(fā)明一些實(shí)施例中，聚已內(nèi)酯可以選擇20份、22份、24份、25份、26份、27份、28份、30份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

9、在本發(fā)明一些實(shí)施例中，發(fā)泡劑可以選擇15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

10、具體的，所述發(fā)泡劑選自丁烷。

11、在本發(fā)明一些實(shí)施例中，碳纖維復(fù)合材料可以選擇10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

12、具體的，所述碳纖維復(fù)合材料的制備方法如下：

13、s1、將碳纖維分散在乙醇水溶液中，然后向其中加入二烯丙基二乙氧基硅烷，攪拌1-3h，隨后經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到預(yù)處理碳纖維；

14、s2、將預(yù)處理碳纖維分散在去離子水中，然后向其中加入對(duì)羥基肉桂酸和引發(fā)劑過(guò)硫酸鹽，加熱攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到改性碳纖維；

15、s3、將改性碳纖維分散在乙醇溶劑中，然后向其中加入去離子水、氨水和鈦酸四丁酯，攪拌6-12h，待反應(yīng)完成后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到碳纖維復(fù)合材料。

16、更為具體的，步驟s1中，碳纖維和二烯丙基二乙氧基硅烷的質(zhì)量比為10-15:1-2，例如可以選擇10:1、10:2、12:1、12:2、15:1、15:2，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

17、更為具體的，步驟s2中，預(yù)處理碳纖維、對(duì)羥基肉桂酸和過(guò)硫酸鹽的質(zhì)量比為10-15:4-8:0.5-1。

18、其中，所述過(guò)硫酸鹽選自過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨。

19、更為具體的，步驟s2中，加熱攪拌反應(yīng)的溫度為60-80℃，例如可以選擇60℃、65℃、70℃、75℃、80℃；加熱攪拌反應(yīng)的時(shí)間為2-4h，例如可以選擇2h、2.5h、3h、3.5h、4h，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

20、更為具體的，步驟s3中，改性碳纖維、乙醇、去離子水、氨水和鈦酸四丁酯的質(zhì)量比為5-10:150:5-10:10-15:10-20。

21、在本發(fā)明一些實(shí)施例中，硬脂酸鋅可以選擇1份、1.5份、2份、2.5份、3份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

22、在本發(fā)明一些實(shí)施例中，抗氧劑可以選擇1份、1.5份、2份，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

23、具體的，所述抗氧劑選自抗氧劑1010。

24、本發(fā)明還提供上述高強(qiáng)抗撕裂epe復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：按重量份將改性聚乙烯樹(shù)脂、聚已內(nèi)酯和碳纖維復(fù)合材料加入到發(fā)泡擠出機(jī)中，熔融共混，得到混合物料，隨后加入發(fā)泡劑、硬脂酸鋅和抗氧劑，在溫度為180-200℃、入口壓力為8-12mpa的條件下發(fā)泡15-20min，待發(fā)泡完成后，冷卻，即得到高強(qiáng)抗撕裂epe復(fù)合材料。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

26、（1）由于聚乙烯樹(shù)脂具有機(jī)械強(qiáng)度低、抗撕裂強(qiáng)度低的性能特點(diǎn)，本發(fā)明采用改性聚乙烯樹(shù)脂和聚已內(nèi)酯進(jìn)行復(fù)配，可以提高復(fù)合材料的整體機(jī)械性能，使其在受到外力作用時(shí)，既能保持較好的柔韌性，又具備一定的抗撕裂和抗沖擊能力。

27、（2）本發(fā)明通過(guò)采用硅烷偶聯(lián)劑kh560對(duì)聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行改性處理，在聚乙烯樹(shù)脂的表面引入環(huán)氧基團(tuán)，提高了聚乙烯樹(shù)脂和其它填料之間的結(jié)合力，從而提高了復(fù)合材料的機(jī)械性能。

28、（3）本發(fā)明先采用二烯丙基二乙氧基硅烷對(duì)碳纖維進(jìn)行預(yù)處理，在碳纖維的表面引入碳碳雙鍵，然后通過(guò)雙鍵之間的加成反應(yīng)，將對(duì)羥基肉桂酸接枝在預(yù)處理碳纖維表面，得到改性碳纖維，隨后在改性碳纖維的表面沉積納米二氧化鈦，得到碳纖維復(fù)合材料；對(duì)羥基肉桂酸中含有羥基、羧基等基團(tuán)，能夠與改性聚乙烯樹(shù)脂中的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增強(qiáng)了聚乙烯樹(shù)脂和碳纖維復(fù)合材料之間的結(jié)合力，進(jìn)而進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的機(jī)械性能；同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料表面的納米二氧化鈦能夠在發(fā)泡過(guò)程中提供異相成核的作用，相比于直接將碳纖維和納米二氧化鈦共混，本發(fā)明中的納米二氧化鈦分散更加均勻，形成納米增強(qiáng)效應(yīng)，復(fù)合材料的綜合性能提升更加明顯；此外，對(duì)羥基肉桂酸中含有剛性苯環(huán)結(jié)構(gòu)，和納米二氧化鈦共同作用，提升了epe復(fù)合材料的抗老化性能。