[发明专利]一种用于超临界CO2发泡的改性聚乙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚乙烯，属于高分子材料领域。

背景技术

EPE（Expandable Polyethylene)是可发性聚乙烯，又称珍珠棉，是以低密度聚乙烯（LDPE）为主要原料挤压形成的高泡沫聚乙烯制品。聚乙烯泡沫塑料具有闭孔结构特点、热导率低、吸湿和渗透性小、抗腐蚀、抗冲击性好以及优良的电绝缘性能等，聚乙烯泡沫塑料的应用渗透进社会各个领域，广泛用于建筑保温、冰箱保温材料、运动场馆设施等，以及电子仪器和精密仪器等的防振包装。

聚乙烯泡沫塑料的工业化生产主要采用挤出物理发泡法，在过去很长一段时间内，国内高发泡聚乙烯生产大部分采用氟利昂（F-12）物理发泡工艺。由于氟利昂对大气臭氧层的破坏，出于环保的要求，氟利昂物理发泡工艺逐渐由低分子量烃类如丁烷物理发泡工艺所取代。丁烷物理发泡生产工艺既解决了F-12的污染问题，也使产品质量有所提高，生产成本有所下降，是目前国际上最有代表性的高发泡聚乙烯生产工艺。

但丁烷这类低分子量烃类发泡剂易燃易爆，对发泡设备及整个生产、储存及运输等各环节的安全防范措施要求较高，且始终存在安全隐患；同时丁烷这类低分子量烃类发泡剂直接来源石油资源，是一种不可再生的化工原料。随着全球人口和世界经济的持续增长，资源危机和生态环境问题越来越受到人们的重视。二十世纪末，利用氮气、二氧化碳等惰性气体作为物理发泡剂成为人们研究的热点，这类惰性气体来源丰富，成本低，无需消耗石油资源，而且可以避免对臭氧层的破坏。此外，这些气体一般情况下不发生燃烧和爆炸，操作安全性高，是物理发泡工艺发展中的主要研究方向。

 20 世纪80 年代初, 美国麻省理工学院(MIT提出微孔塑料的概念：更小尺寸的泡孔在材料破坏时可以钝化裂纹尖端、诱发银纹产生。而超临界CO₂是微发泡材料制备中使用最为普遍的物理发泡剂，除了超临界CO₂发泡技术制备的材料本身优异的性能之外，以超临界CO₂为发泡剂的发泡工艺具有绿色环保的特性，因此超临界CO₂发泡技术受到了学术界和工业界广泛的重视。

在国内，丁烷发泡聚乙烯的技术已经相当成熟，一般通用的LDPE，无需任何改性，只要控制合适的工艺参数，即可用丁烷进行发泡。但是，由于CO₂在LDPE中的溶解度较小，如果直接用LDPE进行超临界CO₂发泡，则很难得到符合要求的泡沫产品，因此，必须对LDPE进行改性，使其满足超临界CO₂发泡的要求。如果在发泡设备上对LDPE的直接进行改性，并紧接着进行发泡，则会大幅提高设备的造价，而且设备结构也会非常复杂，工艺条件很难调控。因此，有必要开发一种用于超临界CO₂发泡的改性聚乙烯专用料。

发明内容

为了克服现有技术中在发泡设备上对LDPE的直接进行改性导致发泡设备结构复杂、设备造价高、发泡工艺难以调控的技术缺陷，本发明提供一种可直接用于超临界CO₂的发泡聚乙烯；

本发明的另一目的是提供一种上述用于超临界CO₂的发泡聚乙烯的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种用于超临界CO₂发泡的改性聚乙烯，其各组份按重量份包括：基体树脂100份、表面活性剂0.1—5份、增溶剂1—25份、成核剂0.1—10份，其中，

所述基体树脂为在高压下通过自由基聚合得到的低密度聚乙烯（简称：LDPE），市售的各种牌号的LDPE中，大多数均可用于该改性聚乙烯的基体树脂；

所述表面法性剂为阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂或两性离子表面活性剂或非离子表面活性剂；

所述增溶剂为含极性官能团的烯类单体与乙烯单体的无规共聚物或通过接枝反应向所述低密度聚乙烯的分子链上引入极性基团得到的接枝聚乙烯；

所述成核剂为无机填料粒子。

上述用于超临界CO₂发泡的改性聚乙烯，其各组份按重量份优选为：基体树脂100份、表面活性剂0.3—2份、增溶剂1.5—10份、成核剂0.5—2份。

上述用于超临界CO₂发泡的改性聚乙烯，各组分进一步为：

所述低密度聚乙烯的密度为0.85-0.95g/cm³，熔融指数为1.5-3.0 g/10min；

所述表面活性剂选自OP-10、司盘80、吐温60中的一种或几种；