[发明专利]一种无载体发泡母料及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于发泡材料领域，具体涉及一种无载体发泡母料及其制备方法。

背景技术

塑胶发泡技术是利用发泡剂分解产生大量的气体，并以微孔形式分散于塑胶基体中，能降低材料的比重，同时起到减震、吸音、隔热和降低成本等作用。

目前，塑胶发泡最常用的化学发泡剂主要有偶氮二甲酰胺（AC发泡剂）和碳酸氢钠。粉体发泡剂在使用过程中存在吸水、结块、粉尘颗粒大和计量不准确等不足。将发泡剂与塑料载体混合，然后熔融混炼并挤出造粒可制备发泡母料。与发泡剂粉体相比，发泡母料克服了吸水和结块的不足，使用过程中不会出现粉尘，计量也比较准确，是发泡剂未来的重要发展方向。

采用常规方法制备发泡母料是，一般采用聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）及其混合组分为载体。由于塑料载体的熔点比较高，在生产过程中容易出现加工过程中就出现发泡现象，严重时甚至出现剧烈分解导致有效成分损失等问题。此外，由于PE或EVA载体与工程塑料如聚碳酸酯（PC）、尼龙（PA）、聚苯乙烯（PS）、及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等相容性不佳，含有载体的发泡母料有时会导致分层等不良现象的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种无载体发泡母料。

本发明的另一个目的是提供一种无载体发泡母料的制备方法，具体采用低分子量偶联剂为粘结组分，混合发泡剂、发泡成核剂、加工助剂和填充剂等组分，通过挤出造粒制备而成。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种无载体发泡母料，所述无载体发泡母料由如下质量百分比组分组成：

低分子偶联剂 6~10%；

发泡剂 20~80%；

发泡助剂 1~6%；

发泡成核剂 1~5%；

加工助剂 1~5%；

填充剂 0~70%；

所述低分子偶联剂为苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯三元共聚物，软化点低于80℃，数均分子量为5000~20000。

优选地，所述苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯三元共聚物的数均分子量为6000~15000。

所述苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯三元共聚物中马来酸酐含量为5~10质量%，丙烯酸含量为5~30质量%，其余为苯乙烯。

本发明所述低分子偶联剂的合成采用乔恒婷等人 [大分子偶联剂马来酸酐-丙烯酸丁酯-苯乙烯三元共聚物的合成及其对纳米氮化铝的表面改性. 应用化学，2010，27(1): 16-20]所公开的方法制备。具体步骤为以丙酮为溶剂，往溶解有上述三种单体的混合溶液中滴加过氧化二苯甲酰（BPO）；温度控制在80℃，保温反应1~4小时；冷却后加入甲醇使三元共聚物沉淀，经过滤、洗涤、干燥后即得到本发明所述低分子偶联剂。

本发明所述低分子偶联剂的熔融软化温度比碳酸氢钠发泡剂起始分解温度低20℃，远远低于AC发泡剂的起始分解温度，因而发泡母料制备时的加工温度不会过高，确保加工过程中发泡剂不会发生分解。此外，低分子偶联剂具有极性官能团，在混合过程中能与发泡剂产生偶联作用，从而对发泡剂起到分散作用，提高发泡剂的分散性能。

本发明所述发泡剂可选择本领域常规发泡剂，如亚硝基化合物、偶氮化合物、酰胺类化学物、尿素衍生物、叠氮化合物、碳酸氢盐等有机或无机化学发泡剂，出于成本和效果的综合考虑，本发明优选偶氮化合物或碳酸氢盐中的一种或多种混合物。

更优选地，所述偶氮化合物为偶氮二甲酰胺（AC发泡剂），所述碳酸氢盐为碳酸氢钠。

本发明所述发泡剂的用量需控制在一定范围内，发泡剂含量太低，使用母料的发泡性能变差，经济价值不明显；如果含量过高，母料制备工艺难度较大、分散也会变差，作为一种优选方案，所述发泡剂的用量为总质量的30~70%，更优选40~60%。

本发明所述发泡助剂的作用是促进发泡剂分解，可选择本领域常规的发泡助剂，作为一种优选方案，所述发泡助剂为细度大于2000目的氧化锌或硬脂酸锌。

本发明加入发泡成核剂的目的是在发泡剂分解过程中能起到物理成核的作用，有助于细化泡孔结构，获得细腻均匀的发泡制品，作为一种优选方案，所述发泡成核剂为细度大于5000目的超细滑石粉。

本发明所述加工助剂可选择本领域常规的润滑剂，其目的是在发泡母料制备过程中降低摩擦、改善成型加工性能，作为一种优选方案，所述加工助剂为硬脂酸或石蜡。