[发明专利]一种环保降解改性线性低密度聚乙烯发泡材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子改性和加工技术领域，涉及一种改性线性低密度聚乙烯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯发泡塑料柔软、坚韧、耐磨擦、隔热保温、耐化学性，特别是耐低温性能特性。适于用作漂浮材料、隔热保温材料、车辆和建筑用板材等结构材料。通常的低密度聚乙烯由于熔点低，屈服强度、撕裂强度、断裂伸长率及耐环境应力开裂性等较低，使聚乙烯发泡材料的使用受到限制。中国专利CN 1370797A公开了一种辐照交联技术制备低密度聚乙烯泡沫塑料的方法，所得泡沫塑料柔软、具有隔热保温、耐化学性，耐低温性的特点，但在强度和韧性回弹性方面存在缺陷。

中国专利CN1931905A公开了一种相容性热塑性淀粉/聚乙烯共混挤出物及其制备方法和应用，由淀粉、聚乙烯、塑化剂、添加剂和引发剂挤出共混后制得，该材料成本低、生物降解性能好，但由于聚乙烯和天然淀粉之间的相容性较差，不对淀粉进行表面处理仅靠引发剂进行化学交联，制得的产品力学性能有待提高。

线性低密度聚乙烯是兼具高密度聚乙烯和低密度聚乙烯性能的新型聚乙烯树脂。与低密度聚乙烯相比，其熔点较高、屈服强度、撕裂强度、断裂伸长率及耐环境应力开裂性等性能优良，因而得到广泛的应用。聚乙烯泡沫塑料由于其经济方便和稳定性好，被广泛用于国民经济和人类生活的各个方面，但同时也带来了严重危害生态环境的“白色污染”。据估计全球塑料废物正以每年4000万t的速度在环境中积累，中国估计为200万t。聚乙烯是线性的饱和碳氢化合物，在结构上与石蜡和长链烷烃类似，但分子量大都在2万以上。聚乙烯生物降解的难易程度直接与其分子量有关，支链及20碳以上的烷烃很难被生物降解。塑料在土壤中完全被微生物同化，降解成CO₂和水实现无机矿化，需要很长时间，从而造成在环境中的积累。目前，绝大多数聚乙烯废物采用焚烧处理，但是会产生大量有毒气体，包括CO、HCl、NO_x、SO₂等。因此寻求塑料的各种降解途径并研究其降解机理，解决由于塑料引起的环境污染问题已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有质轻强度高、冲击韧性好、阻燃环保降解的改性线性低密度聚乙烯发泡材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种改性线性低密度聚乙烯发泡材料，由包含以下重量份数的组分制成：

所述的弹性增韧材料选自乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶或丁腈橡胶。

所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二壬酯或对苯二甲酸二辛酯。

所述的填充剂选自滑石粉、硅灰石、碳酸钙或高岭土中的一种或一种以上。

所述的发泡剂选自偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮甲酰胺甲酸钾、环戊烷或异戊烷。

所述的变性淀粉由包含以下重量份数的组分制成：淀粉60～70份、钛酸酯偶联剂2～4份、丙三醇12～16份、碳酰胺6～10份和聚乙烯蜡2～3份。

所述的钛酸酯偶联剂优选为正钛酸四异丙酯、三(二辛基焦磷酸酯氧基)钛酸酯或异丙基三异十八酰钛酸酯。

所述的淀粉选自玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉，粒度在200～250目。

所述的加工助剂是聚乙烯蜡和白油重量份之比为1∶1的混合物。

所述的交联剂选自2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷、过氧化苯二甲酰、过氧化二异丙苯或三聚异氰酸三烯丙酯中的一种。

所述的阻燃剂选自三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三溴苯氧基三嗪、十溴二苯乙烷或磷酸三苯酯。

所述的阻燃协效剂选自氧化镁、硼酸锌、水滑石或三氧化二锑。

一种上述改性线性低密度聚乙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备变性淀粉：将200～250目的淀粉60～70份加入到高速混合机内，加入钛酸酯偶联剂2～4份，低速下偶联，当料温升到30℃时停止偶联，加入丙三醇12～16份，继续低速混合，至料温升到80℃时，加入碳酰胺6～10份、聚乙烯蜡2～3份后，低速混合到料温90℃时，改成高速混合，至料温达到100℃时，停止混合，在20℃室温下静置24小时，即得到变性淀粉；