[发明专利]一种含HDPE的共混发泡材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含HDPE的共混发泡材料及其制备方法，所述共混发泡材料包括以下组分制成：HDPE、PP、PET、NPGDA、DVB、GMA、硬酯酸、单甘酯、过氧化物、成核剂、发泡剂。本发明的含HDPE的共混发泡材料及其制备方法，利用HDPE、PP、PET共混产生长支链以及少量凝胶形成高熔体强度的混合料，再利用模头挤出时产生压力降而形成发泡材料，得到的共混发泡材料比刚度大、发泡倍率高、抗冲击强度高。

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，具体涉及一种含HDPE的共混发泡材料及其制备方法。

背景技术

高密度聚乙烯(HDPE)是一种典型的结晶性高分子材料，具有价格便宜、结晶度高、强度高、耐热性和耐化学腐蚀性对环境友好、无毒的优点。但其抗环境开裂的性能不高，因此开发支化型高发泡倍率的HDPE微孔发泡材料很有可能弥补现有的聚苯乙烯、聚氨酯和低密度聚乙烯发泡材料不足，同时还能扩大发泡材料的应用。

高分子发泡材料是一类气体分散于固体聚合物中形成的聚集体，具有质轻、隔热、缓冲、绝缘的优点，因此在很多领域中有着广泛的应用。但是目前使用的高密度聚乙烯材料未发现有支化的高密度聚乙烯材料。

目前，高密度聚乙烯发泡方法主要有化学发泡法和物理气体发泡法。化学发泡法是将有机化学发泡剂均匀的混入高分子中，经过螺杆挤出加热到达发泡剂的分解温度之上，使其分解产生大量的气体，在挤出模头中挤出并快速卸压使高分子发泡。

结晶性高分子材料较难发泡，主要原因是:结晶性高分子材料在熔点以下时几乎不流动，一旦温度升到熔点以上时它们的熔体强度便会急剧降低，在发泡过程中很难包覆住气体。由于结晶性高分子材料的特殊性能，其可发泡的温度范围往往很窄，人们很难开发出高发泡倍率的微孔发泡材料(这里所说的高发泡倍率微孔发泡材料是指体积较原材料膨胀2倍以上)。

HDPE是结晶高聚物材料中最难发泡的聚合物，其主要原因在于HDPE的结晶度高达70％，结晶速度快，处在半结晶状态时，材料强度太大，气体无法膨胀发泡。当处在完全熔体状态时，即便HDPE熔体发泡了，但也要借助结晶才能固化发泡结构。由于HDPE的结晶速度快，在结晶固化时所产生的大量热量容易导致泡孔过热塌陷，或者结晶过快导致体积收缩太快而破坏泡孔结构，HDPE由于加工温度很高也不利于先交联再发泡，所以到目前为止尚未见有高发泡倍率HDPE微孔发泡材料的报道。据分析，美国专利号US5158986的文件公开了使用高压反应釜作为发泡设备，其特殊的法兰结构使得发泡后的样品难以快速取出，结晶产生的大量热量显著破坏了泡孔结构，发泡倍率很低。因此，只有选择那些发泡后能实现发泡样品快速冷却的发泡设备和工艺路线才适合制备高发泡倍率的HDPE微孔发泡材料。模压物理气体发泡装置(专利号为CN101612772A)适合这样的发泡要求，因为发泡后可以通过快速降低模压板，短时间(在10-30s内)取走发泡样品，快速固化发泡结构。此外，商业化生产的螺杆物理气体挤出发泡设备也符合要求，因为可以在模头出口处快速卸压发泡，通过水冷或风冷实现发泡样品在室温下快速冷却，从而固化泡孔结构。最后，精确调控发泡温度，优化发泡工艺条件，确保HDPE熔体状态与发泡剂处于最佳搭配，保持最大的发泡剂溶解渗透量和最短的溶胀饱和时间，最大限度地有效利用材料进行膨胀发泡。

因此目前亟需克服现有HDPE发泡技术中的难题，研制出适合产业化发展需要的发泡技术，高质量、低成本、高效率生产高发泡倍率PET微孔发泡材料，以满足各行各业对绿色环保、力学强度高且耐热性好的发泡材料的需求。

发明内容

针对以上问题，本发明提供关于一种含HDPE的共混发泡材料及其制备方法，能够制备得比刚度大、发泡倍率高、抗冲击强度高的共混发泡材料。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：

一种HDPE/PP/PET的共混发泡材料，所述共混发泡材料包括以下组分制成：HDPE、PP、PET、NPGDA、DVB、GMA、硬酯酸、单甘酯、过氧化物、成核剂、发泡剂。