[发明专利]一种碳酸钙高填充聚乙烯泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯泡沫材料及其制备方法，特别涉及一种以高含量无机粉体填充的碳酸钙高填充聚乙烯泡沫材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯泡沫材料具有良好的韧性、化学稳定性、绝缘和隔热性能，而且价格相对低廉，成为当前泡沫材料中最大的品种。当前的聚乙烯泡沫一般以聚乙烯树脂为基材，以偶氮类发泡剂或二氧化碳为发泡剂，过氧化二异丙苯为交联剂。并根据需要加入部分助发泡剂和阻燃剂等制备而成，近几年为了提高聚乙烯熔体强度，有科技人员研究了纳米碳酸钙填充的聚乙烯泡沫材料，（纳米碳酸钙填充聚乙烯/ 聚丙烯共混体系的发泡性能研究，李刚，范杰，化工新型材料，2007,35（2）：49-51）。也有人为了提高泡沫材料的刚性在聚乙烯泡沫材料体系中加入了少量碳酸钙。但是添加的碳酸钙比例一般都较低，碳酸钙在体系中的量一般不超过30%。而且由于碳酸钙的加入导致了树脂体系的加工温度、发泡温度显著提高，树脂熔体强度降低，现有发泡体系已经无法应用，因此有人研究了添加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）来降低体系的发泡温度，也有人开发了碳酸钙填充后如何降低加工温度的新技术（降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法，200810242659.2）。但这些体系中的碳酸钙的总含量一般都不超过体系的30%。

在实际应用中，密度低固然是泡沫塑料的一个优势，但是很多场合需要密度稍高的保温隔热聚乙烯泡沫材料，因此高碳酸钙填充的聚乙烯泡沫材料在实际应用中有其一定的市场。而且高含量碳酸钙填充的聚乙烯泡沫强度好，模量高，有自己独特的性能优势。但是由于高碳酸钙填充的聚乙烯体系加工温度会显著提高，现有的发泡交联体系不适应高碳酸钙含量的聚乙烯材料的发泡加工。

    本发明针对碳酸钙含量超过50%的高碳酸钙填充聚乙烯体系，发明了采用适应高填充聚乙烯发泡的吸热放热发泡剂吸热-放热平衡型高温发泡体系和高温交联剂等的新高填充聚乙烯发泡工艺和碳酸钙填充的聚乙烯发泡材料。

    发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种碳酸钙高填充的聚乙烯泡沫材料及其制备方法，解决碳酸钙高填充聚乙烯材料加工熔点高及发泡交联体系不能制备高填充聚乙烯的问题，使该聚乙烯泡沫中碳酸钙的含量可高达整个材料的50%以上，而且可以保持高碳酸钙含量材料的性能特点，具有高模量，高强度的特点。

    采用的技术方案是：

一种碳酸钙高填充聚乙烯泡沫材料，由下列组分混合均匀并加热、加压、发泡挤出而成，按重量份数计分别为：

    聚乙烯                  15-45

    碳酸钙                  55-85

    偶联剂                  0.2-0.5

交联剂                  0.5-2

发泡剂                  1-5

    上述的聚乙烯为高密度聚乙烯或低密度聚乙烯或其两种化合物。

上述的碳酸钙要求其细度在300目以上，可以是重质碳酸钙,也可以是轻质碳酸钙及其两者任意比例的碳酸钙。

上述的偶联剂主要是钛系偶联剂、铝系偶联剂、铝钛复合偶联剂。

上述的交联剂为高温交联剂，在150℃~180范围内发生交联反应，如2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己炔、偕-二过氧特丁基-3,3,5-三甲基环己烷、1,3-二特丁基过氧化异丙基苯。

上述的发泡剂是由放热型发泡剂和吸热型发泡剂混合而成的热平衡混合发泡剂，要求混合后发泡剂的生成焓在-150J/g至150J/g范围内由下列重量组分经混合而成：

    偶氮二甲酰胺（AC）         10

碳酸钠盐                   1-8

聚羟基酸钠盐               0-6

     一种碳酸钙高填充聚乙烯泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：细度大于300目的碳酸钙在干燥设备中在80-200℃温度下干燥至含水量≤0.1%；

步骤二：将步骤一干燥后的碳酸钙与设定比例的偶联剂在高混机内搅拌，加热活化，混合10-20min至化合物温度不低于115℃；

步骤三：根据发泡剂设定配方将集中发泡剂混合均匀；