用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂及其制备方法

xiaoxiao2021-1-7  103

用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发泡剂,具体是涉及一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发 泡剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乙烯化学交联(简称XPE)发泡材料是一种应用广泛,性能优越的泡沫塑料。产品 是以LDPE(低密度聚乙烯)为主料,通过DCP(交联剂)架桥,采用偶氮型发泡剂发泡的新型材 料。市场潜力巨大,应用前景广阔。
[0003] 由于普通的偶氮二甲酰胺产品的分解温度高(200~210°C),在现有的发泡剂使用 工艺条件下,发泡剂并不能在发泡配方中完全分解,没有形成有效发气量,从而造成发泡剂 的部分浪费。普通的偶氮二甲酰胺产品没有固化性能,使得XPE发泡材料成形性较差,产生 较多的破孔和大孔。目前,市场上还没有一种适合XPE发泡材料的发泡剂。

【发明内容】

[0004] 技术问题:本发明的目的是为克服上述现有技术存在的问题和缺陷,满足市场需 求,而提供一种分解温度低、固化性好的聚乙烯化学交联发泡材料专用复配发泡剂,填补国 内市场空白。
[0005] 采用本发明复配发泡剂制得的聚乙烯化学交联发泡产品的泡孔直径大小均匀,所 制得的聚乙烯化学交联发泡产品的表面平整,无破孔现象出现。本发明同时提供了一种该 复配发泡剂的制备方法。
[0006] 技术方案:为达到上述目的,本发明解决技术问题采用的技术方案如下:
[0007] -种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,按质量百分比含量计算,由偶 氮二甲酰胺为61~99%,固化剂为0.5~38%,促发剂为0.5~38%组成。
[0008] 上述所述的偶氮二甲酰胺发气量2 225ml/g,平均粒径(以D50表示)为ΙΟμL?~20μ m,分解温度204°C~210°C,灰分< 0.05,纯度2 97.5 %,PH值为7。所述偶氮二甲酰胺颗粒分 布集中,纯度高,发气量大,能赋予聚乙烯化学交联发泡材料良好的弹性和压缩强度。
[0009] 上述所述固化剂为乙烯基三胺、氨乙基哌嗪、二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、乙二 胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任一种。所述固化剂可以有效的配合聚乙烯 材料的发泡过程,从而使复配发泡剂的发泡过程与发泡聚乙烯化学交联的加工工艺相匹 配,制得泡孔均匀、细腻的产品。
[0010] 上述所述促发剂为氯化锌、丙酸锌、硝酸锌、月桂酸锌、辛酸锌中的任一种。所述促 发剂可以大幅降低偶氮二甲酰胺的分解温度,使复配发泡剂的起发点低于普通的偶氮二甲 酰胺,缩短聚乙烯化学交联的加工时间,降低聚乙烯化学交联加工的能源消耗。
[0011] 为达到上述目的,本发明解决技术问题采用的另一技术方案如下:
[0012] -种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂的制备方法,包括如下具体制备 步骤:
[0013]步骤1、将配比好的偶氮二甲酰胺和促发剂放在混合机中,调整混合温度为10~30 °C,以100~300r/min的搅拌速度混合4~15分钟;
[0014] 步骤2、将固化剂加入到混合机中,以200~350r/min的搅拌速度,混合温度为20~ 50°C,继续混合5~40分钟,制得混合均匀的复配发泡剂。
[0015] 上述所述的混合机为立式高速混合机。
[0016] 上述所述步骤1优选混合温度为24°C,优选转速为180r/min,优选混合时间为10分 钟。
[0017] 上述所述步骤2优选混合温度为43°C,优选转速为280r/min,优选混合时间为25分 钟。
[0018] 有益效果:本发明提供的用于聚乙烯化学交联发泡材料复配发泡剂及其制备方法 具有以下优点:
[0019] 1、本发明提供的用于聚乙烯化学交联发泡材料复配发泡剂的分解温度为152~ 195°C,明显低于普通偶氮二甲酰胺产品的分解温度,确保了该复配发泡剂在发泡过程中分 解更加彻底,减少了发泡剂的浪费现象。
[0020] 2、本发明提供的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂具有对聚乙烯的固 化性能,使得发泡材料成形性较好,无破孔和大孔出现,可以制得泡孔细腻、均匀的泡体,满 足下游市场对XPE发泡材料各项性能的要求。
[0021] 3、本发明提供的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂的制备方法简单、操 作费用低。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明对比例1普通偶氮二甲酰胺产品在发泡试验中所制得的发泡产品的 表面照片图,该照片采用连续变倍体视显微镜拍摄。
[0023] 图2是本发明实施例所制得的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂在发泡 试验中所制得的发泡产品的表面照片图,该照片采用连续变倍体视显微镜拍摄。
[0024] 图3是本发明对比例1普通偶氮二甲酰胺产品在发泡试验中所制得的发泡产品的 内部泡孔扫描电镜SEM图。
[0025] 图4是本发明实施例所制得的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂在发泡 试验中所制得的发泡产品的内部泡孔扫描电镜SEM图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下列举实施例并结合附 图,对本发明进行进一步的详细说明。本领域技术人员应当理解,所述的实施例仅仅用于帮 助理解本发明,并不用于限定本发明。
[0027] 实施例1
[0028] 一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,按质量百分比含量计算,该复 配发泡剂由99%偶氮二甲酰胺、0.5%固化剂、0.5%促发剂组成。固化剂、促发剂分别是乙 烯基三胺、氯化锌。
[0029]该复配发泡剂的制备方法是:第一阶段,将偶氮二甲酰胺、固化剂、促发剂按照99: 0.5:0.5的重量配比分别称重;第二阶段,将偶氮二甲酰胺和促发剂在混合机中混合4分钟, 转速为300r/min,混合温度为24°C;第三阶段,将固化剂加入到混合机中,继续混合12分钟, 转速为210r/min,混合温度为30°C,最后制得混合均匀的复配发泡剂产品。
[0030] 实施例2
[0031] 一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,按质量百分比含量计算,该复 配发泡剂由61%偶氮二甲酰胺、30%固化剂、9%促发剂组成。固化剂、促发剂分别是氨乙基 哌嗪、丙酸锌。
[0032] 该复配发泡剂的制备方法是:第一阶段,将偶氮二甲酰胺、固化剂、促发剂按照61: 30:9的重量配比分别称重;第二阶段,将偶氮二甲酰胺和促发剂在混合机中混合8分钟,转 速为120r/min,混合温度为16°C;第三阶段,将固化剂加入到混合机中,继续混合5分钟,转 速为350r/min,混合温度为43°C,最后制得混合均匀的复配发泡剂产品。
[0033] 实施例3
[0034] 一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,按质量百分比含量计算,该复 配发泡剂由61%偶氮二甲酰胺、1%固化剂、38%促发剂组成。固化剂、促发剂分别是二氨基 环己烷、硝酸锌。
[0035] 该复配发泡剂的制备方法是:第一阶段,将偶氮二甲酰胺、固化剂、促发剂按照61: 1:38的重量配比分别称重;第二阶段,将偶氮二甲酰胺和促发剂在混合机中混合15分钟,转 速为100r/min,混合温度为10°C;第三阶段,将固化剂加入到混合机中,继续混合25分钟,转 速为300r/min,混合温度为20°C,最后制得混合均匀的复配发泡剂产品。
[0036] 实施例4
[0037] 一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,按质量百分比含量计算,该复 配发泡剂由84%偶氮二甲酰胺、8%固化剂、8%促发剂组成。固化剂、促发剂分别是乙二胺、 月桂酸锌。
[0038]该复配发泡剂的制备方法是:第一阶段,将偶氮二甲酰胺、固化剂、促发剂按照84: 8:8的重量配比分别称重;第二阶段,将偶氮二甲酰胺和促发剂在混合机中混合10分钟,转 速为150r/min,混合温度为26°C;第三阶段,将固化剂加入到混合机中,继续混合31分钟,转 速为270r/min,混合温度为27°C,最后制得混合均匀的复配发泡剂产品。
[0039] 实施例5
[0040] -种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,按质量百分比含量计算,该复 配发泡剂由75%偶氮二甲酰胺、12%固化剂、13%促发剂组成。固化剂、促发剂分别是三乙 烯四胺、辛酸锌。
[0041]该复配发泡剂的制备方法是:第一阶段,将偶氮二甲酰胺、固化剂、促发剂按照75: 12:13的重量配比分别称重;第二阶段,将偶氮二甲酰胺和促发剂在混合机中混合9分钟,转 速为180r/min,混合温度为30°C;第三阶段,将固化剂加入到混合机中,继续混合40分钟,转 速为200r/min,混合温度为50°C,最后制得混合均匀的复配发泡剂产品。
[0042] 实施例6
[0043] 一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,按质量百分比含量计算,该复 配发泡剂由61.5%偶氮二甲酰胺、38%固化剂、0.5%促发剂组成。固化剂、促发剂分别是四 乙烯五胺、辛酸锌。
[0044]该复配发泡剂的制备方法是:第一阶段,将偶氮二甲酰胺、固化剂、促发剂按照 61.5:38:0.5的重量配比分别称重;第二阶段,将偶氮二甲酰胺和促发剂在混合机中混合10 分钟,转速为180r/min,混合温度为24°C;第三阶段,将固化剂加入到混合机中,继续混合25 分钟,转速为280r/min,混合温度为43°C,最后制得混合均匀的复配发泡剂产品。
[0045] 对比例1
[0046] 称取100克普通偶氮二甲酰胺产品。
[0047] 分别称取100克实施例1至6所制得的复配发泡剂产品,按照HG/T2097-2008ADC行 业标准分别检测各实施例所制得的聚乙烯化学交联专用复配发泡剂产品和对比例1普通偶 氮二甲酰胺产品的分解温度,检测结果见表1。
[0048] 分别称取100克实施例1至6所制得的复配发泡剂产品,分别将各实施例所制得的 聚乙烯化学交联发泡材料和对比例1制得的聚乙烯化学交联发泡材料进行烘箱发泡试验。 试验原料(即发泡配方)为:LDPE100份,过氧化二异丙苯0.8份,发泡剂20份。烘箱温度设定 为220°C,发泡时间为300秒。试验结果见表1和图1至图4。
[0049] 表1实施例1至6和对比例1的分解温度和发泡试验情况
[0051]^由表1可以看出,采用实施例1至6所制得的XPE专用复配发泡剂的分解温度介于 152~195°C,明显低于对比例1提供的普通偶氮二甲酰胺产品的分解温度205°C,确保了XPE 专用复配发泡剂在发泡过程中分解更加彻底,减少了发泡剂的浪费现象,适合于XPE发泡工 艺要求。
[0052]从图1至图4可以看出,采用对比例制得的XPE发泡材料表面泡孔数量稀少,说明发 泡剂在相同工艺条件下没能充分分解并发泡,从而造成制品表面粗糙不平整,芯层泡孔直 径大小不一,规整性较差。采用实施例1至6所制得的XPE发泡材料表面泡孔数量较多且整体 平整,制品内部泡孔直径均匀,细密,无大孔、穿孔现象。说明采用XPE专用复配发泡剂制备 的XPE发泡材料成形性较好,表明XPE专用复配发泡剂固化性能良好。
[0053]以上所述,仅为本发明较佳的【具体实施方式】。当然,本发明还可有其它多种实施 例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,任何熟悉本技术领域的技术人员,当可根据本 发明作出各种相应的等效改变和变形,都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,其特征在于:该复配发泡剂按质 量百分比含量计算,由偶氮二甲酰胺为61~99%,固化剂为0.5~38%,促发剂为0.5~38% 组成。2. 根据权利要求1所述的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,其特征在于:所 述固化剂为乙烯基三胺、氨乙基哌嗪、二氨基环己烷、异佛尔酮二胺、乙二胺、二乙烯三胺、 三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任一种。3. 根据权利要求1所述的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂,其特征在于:所 述促发剂为氯化锌、丙酸锌、硝酸锌、月桂酸锌、辛酸锌中的任一种。4. 一种如权利要求1所述的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂的制备方法, 其特征在于具体步骤是:先将配比好的偶氮二甲酰胺和促发剂放在混合机中,调整混合温 度为10~30°C,以100~300r/min的搅拌速度混合4~15分钟;然后将固化剂加入到混合机 中,以200~350r/min的搅拌速度,混合温度为20~50°C,继续混合5~40分钟,制得混合均 匀的复配发泡剂。5. 根据权利要求4所述的用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂的制备方法,其 特征在于:所述的混合机为立式高速混合机。
【专利摘要】一种用于聚乙烯化学交联发泡材料的复配发泡剂及其制备方法,该复配发泡剂按质量百分比由偶氮二甲酰胺为61~99%,固化剂为0.5~38%,促发剂为0.5~38%组成。制备步骤是:先将配比好的偶氮二甲酰胺和促发剂放在混合机中,调整混合温度为10~30℃,以100~300r/min的搅拌速度混合4~15分钟;然后将固化剂加入到混合机中,以200~350r/min的搅拌速度,混合温度为20~50℃,继续混合5~40分钟,制得复配发泡剂。本发明的复配发泡剂分解温度为152~195℃,在发泡过程中分解更彻底,减少了发泡剂的浪费。该复配发泡剂具有对聚乙烯的固化性能,使得发泡材料成形性较好,无破孔和大孔出现,可制得泡孔细腻、均匀的泡体,满足下游市场对聚乙烯化学交联发泡材料各项性能的要求。
【IPC分类】C08L23/06, C08J9/10
【公开号】CN105504329
【申请号】CN201510976776
【发明人】吴青龙, 黄永明, 张之文, 朱桂生, 孙云霞, 郭如涛, 唐丽, 董建平
【申请人】江苏索普(集团)有限公司, 江苏索普科技投资开发有限公司, 江苏索普化工股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月23日

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