[发明专利]一种原料组合物、EPE珍珠棉材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种原料组合物、EPE珍珠棉材料及其制备方法。以重量份计，其包括以下组分：LDPE树脂粒料100份，混合发泡剂1‑10份；其中，所述混合发泡剂包括二氧化碳和氮气的混合物，所述氮气的重量占所述混合发泡剂总重量的百分比20％～55％。本发明可仅采用纯100％LDPE作为基体材料，可发泡温度范围较宽，无需其他共混树脂材料以及成核剂的情况下，通过选择适当的混合发泡剂种类及配比，再配合其他必要技术特征，就可制备出不收缩、泡孔致密均一、倍率高、产品性能良好的EPE珍珠棉材料。

技术领域

本发明涉及包装材料，具体是一种原料组合物、EPE珍珠棉材料及其制备方法。

背景技术

EPE珍珠棉是非交联闭孔结构，通常由低密度聚乙烯(LDPE)以丁烷为物理发泡剂发泡制得，具有防震、隔音、隔热、隔水防潮等性能和优点，被广泛应用于工业生产的隔音、隔热材料、保温材料、救生材料以及家电器具、电脑、音响、工艺品、易碎礼品的内外包装等。EPE珍珠棉不仅具有大量优点，而且其废料可以反复回收利用，不污染环境，是一种新型环保包装材料。随着技术的进步，珍珠棉正越来越显示其优越性，生产应用不断扩大和创新。

LDPE挤出发泡后，发泡剂从产品泡孔中逐步扩散至空气中，而空气则不断扩散进泡孔从而替代发泡剂。当采用氟利昂为发泡剂制备EPE珍珠棉材料时，挤出发泡后，在发泡剂与空气进行交换的过程中，氟利昂从产品泡孔中扩散至空气中的速率足够慢，因此能够抵抗产品泡孔塌陷和产品收缩。但氟利昂的使用会破坏大气臭氧层，目前已限制使用。

采用丁烷作为发泡剂制备EPE珍珠棉材料时，丁烷从产品泡孔中扩散至空气的速率大于空气扩散至泡孔中的速率，因此极易造成产品收缩。但在向LDPE材料中加入单甘酯添加剂后，能够有效降低丁烷从产品泡孔中向空气扩散的速率，从而有效防止产品泡孔坍塌，制备出性能良好、泡孔不收缩的EPE材料。中国专利CN104260305A、CN102558647A等报道，采用丁烷作为发泡剂制备EPE发泡材料，均采用单甘酯作为抗收缩剂。虽然采用纯丁烷进行发泡，产品性能良好，但是丁烷作为物理发泡剂生产EPE珍珠棉，其在生产过程和储存过程均存在很大的安全隐患。生产过程中，丁烷在挤出发泡机机头处释放，而机头处由于物料摩擦，极易产生静电火花，容易使得丁烷起火。储存过程中，由于生产出的珍珠棉必须在仓库中储存1-3周，使其泡孔和性能趋于稳定，称之为熟化期。在这一阶段，由于丁烷气体在珍珠棉材料中的扩散系数远低于空气，珍珠棉泡孔中实际上还存有大量的丁烷发泡气体在与空气缓慢地交换，因此仓库中的丁烷气体也会逐渐累积，一旦碰到火花或明火条件，就会产生燃烧甚至爆炸。因此，目前采用丁烷作为发泡剂制备EPE珍珠棉材料存在着严重的安全隐患。

CO₂是一种非常有前途的发泡剂，其具有不燃、环境友好和成本低等诸多优点，引起了人们的广泛关注。目前，CO₂作为发泡剂在制备刚性聚合物泡沫是可行的。中国专利CN109501192A、CN1086726272A、CN106928663A、CN103435831A等涉及了超临界CO₂技术制备发泡材料，主要涉及聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚酮等材料，这些材料具有较强的刚性，使得刚性的泡孔壁可以有效抵抗泡孔塌陷，从而保障制备的泡沫材料不会收缩。

虽然现有技术中已经存在采用CO₂、N₂作为混合发泡剂制备EPE珍珠棉材料的情况，但是并未有采用CO₂、N₂作为混合发泡剂，解决纯LDPE发泡制备性能良好、产品不收缩、倍率高的EPE珍珠棉材料的情况。