本發(fā)明涉及高分子材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚烯烴類泡棉應(yīng)用范圍廣泛，具有良好的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，其韌性、撓曲性和緩沖性能良好，并且具有電絕緣、隔熱等性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于包裝、化工、建筑等領(lǐng)域。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，聚烯烴類泡棉已經(jīng)發(fā)展成熟，在品種及應(yīng)用方面實現(xiàn)了多樣化。隨著理論研究的不斷深入以及發(fā)泡技術(shù)的進步，泡棉在產(chǎn)量和質(zhì)量方面都有了長足的進步。
由于聚烯烴泡棉具有良好的保溫與能量緩沖特性，因此在室內(nèi)保溫、運動護具等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如在汽車工業(yè)中特別需要用于汽車的內(nèi)部，這類材料的柔軟性提供了安全保障，用于鍛煉的瑜伽墊，改善了人們鍛煉運動的環(huán)境，但現(xiàn)在隨著消費者消費水平的提高，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也逐步提升，而現(xiàn)有的聚烯烴泡棉還存在著一定的缺陷，如拉伸強度和撕裂強度還有待增強，抗穿刺能力較差，材料受壓后復(fù)彈恢復(fù)較慢等；而人們也在各個方面對聚烯烴泡棉進行著性能改進，如申請?zhí)枮?01310343408.4的中國發(fā)明專利，公開了一種健康型聚烯烴泡沫材料及其制備方法，在配方中加入了負離子礦物材料與親水性富勒烯化合物，具有凈化空氣、表面防油污、防靜電效果等優(yōu)點。利用負離子礦物材料的熱電性與壓電性，可有效增加周圍環(huán)境的負離子濃度。同時親水性富勒烯化合物的親水性基團可以與水形成氫鍵，隔斷了污染物與聚烯烴表面的聯(lián)系，同時還可以將積累的靜電荷迅速泄露，達到抗靜電的目的；但該技術(shù)方案在對于改善聚烯烴泡棉其他性能，如拉伸強度和撕裂強度和抗紫外線老化上基本沒有改善效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉，由配方原料經(jīng)混合、熔融、擠出、電子加速器輻射交聯(lián)、加熱發(fā)泡制得，配方原料包括以下質(zhì)量配比的原輔料混合組成：
聚乙烯(lldpe)40-70份，
納米級竹纖維粉末10-20份，
茂金屬聚乙烯(mpe)10-15份，
催化劑10-20份，
發(fā)泡母料30-60份，
色母0-5份。
作為優(yōu)選，發(fā)泡母料由發(fā)泡劑10-20份，聚乙烯(lldpe)15-30份和抗氧劑(抗氧劑1010)1-3份按質(zhì)量配比混合制成，發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉中的一種或者兩種按任一比例混合而成；催化劑由硼酸鋅1-3份，氧化鎂1-3份，硬脂酸鋅1-3份，聚乙烯(lldpe)25-40份按質(zhì)量配比混合制成。
作為優(yōu)選，配方原料包括以下質(zhì)量配比的原輔料混合組成：
聚乙烯(lldpe)60份，
納米級竹纖維粉末15份，
茂金屬聚乙烯(mpe)10份，
催化劑15份，
發(fā)泡母料30份，
色母2份。
作為優(yōu)選，發(fā)泡母料由發(fā)泡劑15份，聚乙烯(lldpe)20份和抗氧劑(抗氧劑1010)2份按質(zhì)量配比混合制成，發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉中的一種或者兩種按任一比例混合而成；催化劑由硼酸鋅2份，氧化鎂2份，硬脂酸鋅3份，聚乙烯(lldpe)30份按質(zhì)量配比混合制成。
本發(fā)明還涉及一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉的制備方法，公開了將上述一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉原材料制備成產(chǎn)品成品的生產(chǎn)工藝過程一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉的制備方法，包括一下步驟：
第一步：將上述任一一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉的配方原料按比例混合加入擠出機料斗，通過擠出機熔融擠出，擠出溫度120℃-140℃；
第二步：將經(jīng)第一步擠出的材料經(jīng)配有口模、芯棒的螺桿擠出機在100-120℃下擠出成片材；
第三步：擠出的片材經(jīng)過冷卻池的冷卻，冷卻溫度為15-25℃，冷卻時間3-5min，冷卻后的片材切除褶邊后收卷；
第四步：片材經(jīng)1.2mev以上能量電子加速器輻射交聯(lián)，輻照劑量為8.0mrad-9.5mrad；
第五步：將經(jīng)過電子加速器輻射交聯(lián)的材料經(jīng)過預(yù)熱爐進行預(yù)熱后再經(jīng)過加熱爐加熱發(fā)泡，預(yù)熱爐預(yù)熱溫度130℃-160℃，預(yù)熱時間3-5min；加熱爐加熱溫度230℃-260℃，發(fā)泡時間1-5min。
本發(fā)明的輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉在配方中加入了納米級竹纖維粉末與茂金屬聚乙烯(mpe)，竹纖維是繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維，具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強的耐磨性和良好的染色性等特性，通常運用于紡織行業(yè)與棉、毛、麻、絹及化學(xué)纖維進行混紡機織或針織，生產(chǎn)各種規(guī)格的機織面料和針織面料，本發(fā)明創(chuàng)造性的將竹纖維運用于輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉制造領(lǐng)域，并經(jīng)過深入的研究實驗對比，確定使用配比，提升了輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉的抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外線老化的能力，添加一定量的茂金屬聚乙烯(mpe)替代常規(guī)的聚乙烯(lldpe)，提升了輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉的延展性能和抗穿刺能力等；同時在催化劑中采用氧化鎂作為催化劑，具有使輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉發(fā)泡更為可靠，內(nèi)部泡棉更為細小致密效率更高的優(yōu)點，總之，以本發(fā)明技術(shù)方案制備的輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉具有延展性好，不易老化，回彈性能優(yōu)良等優(yōu)點。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步詳細描述。
實施例1
一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉，制備步驟如下：
取原配料聚乙烯(lldpe)70份，
納米級竹纖維粉末20份，
茂金屬聚乙烯(mpe)15份，
催化劑20份，
發(fā)泡母料60份，
色母5份。
發(fā)泡母料由發(fā)泡劑20份，聚乙烯(lldpe)30份和抗氧劑3份按質(zhì)量配比混合制成，本實施例中，抗氧劑采用抗氧劑1010，發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉中的一種或者兩種按任一比例混合而成；催化劑由硼酸鋅3份，氧化鎂3份，硬脂酸鋅3份，聚乙烯(lldpe)40份按質(zhì)量配比混合制成。
將上述配方原料按比例混合加入擠出機料斗，通過擠出機熔融擠出，熔融擠出溫度120℃-140℃；
擠出的材料經(jīng)配有口模、芯棒的螺桿擠出機在100-120℃下擠出成片材；
擠出的片材經(jīng)過冷卻池的冷卻，冷卻池中的冷卻液為純凈水，冷卻溫度為15-25℃，冷卻時間3-5min，冷卻后的片材切除褶邊；
片材經(jīng)1.2mev以上能量電子加速器輻射交聯(lián)，輻照劑量8.0mrad-9.5mrad；
將經(jīng)過電子加速器輻射交聯(lián)的材料經(jīng)過預(yù)熱爐進行預(yù)熱后再經(jīng)過加熱爐加熱發(fā)泡，預(yù)熱爐預(yù)熱溫度130℃-160℃，預(yù)熱時間3-5min；加熱爐加熱溫度230℃-260℃，發(fā)泡時間1-5min。
實施例2
一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉，制備步驟如下：
取原配料聚乙烯(lldpe)40份，
納米級竹纖維粉末10份，
茂金屬聚乙烯(mpe)10份，
催化劑10份，
發(fā)泡母料30份，
色母1份。
發(fā)泡母料由發(fā)泡劑10份，聚乙烯(lldpe)15份和抗氧劑1份按質(zhì)量配比混合制成，本實施例中，抗氧劑采用抗氧劑1010，發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉中的一種或者兩種按任一比例混合而成；催化劑由硼酸鋅1份，氧化鎂1份，硬脂酸鋅1份，聚乙烯(lldpe)25份按質(zhì)量配比混合制成。
將上述配方原料按比例混合加入擠出機料斗，通過擠出機熔融擠出，熔融擠出溫度120℃-140℃；
擠出的材料經(jīng)配有口模、芯棒的螺桿擠出機在100-120℃下擠出成片材；
擠出的片材經(jīng)過冷卻池的冷卻，冷卻池中的冷卻液為純凈水，冷卻溫度為15-25℃，冷卻時間3-5min，冷卻后的片材切除褶邊；
片材經(jīng)1.2mev以上能量電子加速器輻射交聯(lián)，輻照劑量8.0mrad-9.5mrad；
將經(jīng)過電子加速器輻射交聯(lián)的材料經(jīng)過預(yù)熱爐進行預(yù)熱后再經(jīng)過加熱爐加熱發(fā)泡，預(yù)熱爐預(yù)熱溫度130℃-160℃，預(yù)熱時間3-5min；加熱爐加熱溫度230℃-260℃，發(fā)泡時間1-5min。
實施例3
一種輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉，制備步驟如下：
取原配料聚乙烯(lldpe)60份，
納米級竹纖維粉末15份，
茂金屬聚乙烯(mpe)10份，
催化劑15份，
發(fā)泡母料30份，
色母2份。
發(fā)泡母料由發(fā)泡劑15份，聚乙烯(lldpe)20份和抗氧劑(抗氧劑1010)2份按質(zhì)量配比混合制成，發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉中的一種或者兩種按任一比例混合而成；催化劑由硼酸鋅2份，氧化鎂2份，硬脂酸鋅3份，聚乙烯(lldpe)30份按質(zhì)量配比混合制成。
將上述配方原料按比例混合加入擠出機料斗，通過擠出機熔融擠出，熔融擠出溫度120℃-140℃；
擠出的材料經(jīng)配有口模、芯棒的螺桿擠出機在100-120℃下擠出成片材；
擠出的片材經(jīng)過冷卻池的冷卻，冷卻池中的冷卻液為純凈水，冷卻溫度為15-25℃，冷卻時間3-5min，冷卻后的片材切除褶邊；
片材經(jīng)1.2mev以上能量電子加速器輻射交聯(lián)，輻照劑量8.0mrad-9.5mrad；
將經(jīng)過電子加速器輻射交聯(lián)的材料經(jīng)過預(yù)熱爐進行預(yù)熱后再經(jīng)過加熱爐加熱發(fā)泡，預(yù)熱爐預(yù)熱溫度130℃-160℃，預(yù)熱時間3-5min；加熱爐加熱溫度230℃-260℃，發(fā)泡時間1-5min。
對以上三個實施例制備的輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉進行性能對比試驗，并于市場隨機采購兩組輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉作為對比組，每個試驗均隨機取樣3個取平均值，試驗方案簡單說明如下：
1.抗菌試驗:取3cm*3cm*2mm的輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉，分別置于細菌培養(yǎng)皿中，進行菌落培養(yǎng)24h，觀察對比在輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉上形成的菌落面積。
2.抗紫外線老化試驗：取5cm*5cm*2mm的輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉，放置在120℃，30000uw/cm2的紫外線照射強度下進行照射試驗，觀察對比試驗樣品抗老化時間。
3.回彈性能試驗：取20cm*20cm*5mm的輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉，將直徑為5cm的鋼制圓球放置于試驗材料上1min，然后將鋼制圓球從試驗材料拿開，觀察試驗材料復(fù)彈恢復(fù)所需的時間。
試驗結(jié)果如下表所示：
根據(jù)試驗結(jié)果，可以揭示本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果：提升了輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉的抗菌和抗紫外線老化性能，具有回彈性能優(yōu)良等優(yōu)點，同時添加一定量的茂金屬聚乙烯(mpe)提升了輻射交聯(lián)聚烯烴泡棉抗穿刺能力等。
總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。