[发明专利]一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料及其制备方法，多层发泡材料由发泡层和实体层交替叠合而成，实体层为单一聚烯烃材料，发泡层为由两种聚烯烃材料共混发泡而成。制备方法为，将聚丙烯和乙烯‑辛烯共聚物与低密度聚乙烯混合料分别加入到两台挤出机中；两台挤出机挤出的熔体在共挤机头内复合，经层倍增器后实现多层叠加；多层熔体经定型装置后得到PP/(POE/LDPE)交替层叠的微层片材；利用PP和POE/LDPE共混物的熔融温度差异，通过间歇发泡的方式制备发泡层和实体层交替叠合的多层发泡材料。该发泡材料的具有较高的隔热和力学性能，且材料成本低廉，拓宽了聚烯烃在包装、隔热、隔声等材料领域中应用。

技术领域

本发明涉及聚合物加工技术领域，具体涉及一种发泡层和实体层交替叠合的低热导率、高力学性能的多层发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)、乙烯-辛烯共聚物(POE)和低密度聚乙烯(LDPE)作为通用型聚烯烃材料，被广泛应用于包装、汽车等领域，采用该类聚合物制备出具有高性能的制品，具有较高的工程意义。发泡塑料具有质轻、缓冲减震、吸声降噪、隔热性能好、耐腐蚀性强等众多优点，被广泛用于包装、隔热、隔声等材料领域中。通常情况下，聚合物发泡材料不能同时兼具刚性和韧性，其中通过不同材料构成多层结构的方式可提高材料性能。在实际应用中，发泡材料经常需要与其他材料进行粘结或组合，如金属镀膜、板材和纤维层等，以提高其力学和隔热性能。因此，便捷地制备出兼具刚性和韧性的多层发泡材料具有较高的应用价值和工程意义。

为此，有研究者采用微层共挤出技术以挤出发泡的方法制备出发泡层和实体层交替叠合的多层发泡材料，其压缩行为与软木塞的类似，可同时具有较强的刚性和韧性。多层发泡材料的拉伸和压缩强度可随层数的增加而增大，且具有优良吸声和隔声性能。目前一种制备多层发泡材料的过程简述如下。将偶氮二甲酰胺发泡剂、加工助剂和成核剂等与聚合物熔融混合制成粒料，然后将其和不添加发泡剂的聚合物分别加入到两台挤出机中，通过微层共挤出发泡制备出发泡层和实体层交替叠合的多层发泡材料。

LDPE为半结晶聚合物，当发泡温度高于其熔点时，熔体强度显著降低，而低于结晶温度时，熔体强度迅速提高，该两种情况下都不利泡孔的形成。而POE熔融温度和熔体强度较低。因此，需要对LDPE和POE进行改性，如交联、共混等方法，拓宽其发泡窗口，提高其发泡性能。目前通常在LDPE和POE中添加过氧化二异丙苯交联剂进行化学交联或采用辐射交联进行处理。采用化学发泡剂制备的发泡材料的泡孔直径较大、泡孔密度较低，且较难调控泡孔的结构。发泡材料的泡孔尺寸较大和泡孔密度较小都会不同程度地降低其隔热、吸声和隔声性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发泡层和实体层交替叠合的低热导率耐拉耐压的多层发泡材料。

本发明的另一目的在于提供一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料的制备方法。

本发明的技术方案制得的一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料的特征为：所述多层发泡材料由发泡层和实体层交替叠合而成，所述实体层为单一聚烯烃材料，发泡层为由两种聚烯烃材料共混发泡而成，其中不添加填料和交联剂。

所述实体层采用的聚烯烃材料为聚丙烯(PP)，发泡层采用的聚烯烃材料为乙烯-辛烯共聚物(POE)和低密度聚乙烯(LDPE)。

所述实体层材料的熔融温度与发泡层材料的熔融温度相差50～100℃。

所述实体层和发泡层的质量比为10:90～90:10；所述发泡层中的POE和LDPE的质量比为50:50～90:10。

所述多层发泡材料的泡孔直径小于40μm，泡孔密度高于10⁷个/cm³。

制备一种低热导率耐拉耐压的多层发泡材料的方法，包括以下步骤：