CN114456467A - 一种低吸水率珍珠棉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低吸水率珍珠棉，原料包括：低密度聚乙烯90‑100重量份、聚丙烯‑聚乙烯聚合颗粒30‑40重量份，接枝棉纤维12‑14重量份、硅烷偶联剂2‑5重量份、小苏打2‑6重量份、木质素磺酸钠8‑15重量份、分子蒸馏单甘酯3‑6重量份。本发明的低吸水率珍珠棉相比普通珍珠棉不但有略高一点的吸水性能，而且优于接枝棉纤维的加入，其物理机械性能更加优越。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体为一种低吸水率珍珠棉及其制备方法。
背景技术
聚乙烯发泡棉是非交联闭孔结构，又称EPE珍珠棉，是一种新型环保的包装材料，它由低密度聚乙烯脂经物理发泡产生无数的独立气泡构成，克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差的缺点，具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能，是传统包装材料的理想代替品。
珍珠棉发泡材料是一种新式环保包装、填充材料。其优异的特性愈来愈获得大家的认同，因而它的运用将持续拓展和自主创新。尤其是在包裝等工业生产材料层面，它比传统式材料更强，成本费更低，级别更好而且实际效果更强。
现有的珍珠棉标准是吸水率不高于0.01mg/cm3，这个标准对于珍珠棉作为大部分包材是非常有必要，但作为电子产品的包装材料，吸水率在0.1-0.5mg/cm3时，无论是防静电效果还是对电子产品表面的保护效果，都有很大的改善。
目前没有技术能够将珍珠棉的吸水率控制在0.1-0.5mg/cm3，为此我司研发人员根据实际生产中客户的需要，经过较长时间的探索，开发出一种低吸水率珍珠棉，并提供相应的制备方法。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种低吸水率珍珠棉，能够将珍珠棉的吸水率控制在0.1-0.5mg/cm3。
为达以上目的，具体方案如下：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：低密度聚乙烯90-100重量份、聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒30-40重量份，接枝棉纤维12-14重量份、硅烷偶联剂2-5重量份、小苏打2-6重量份、木质素磺酸钠8-15重量份、分子蒸馏单甘酯3-6重量份。
所述聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒，其原料包括：低密度聚乙烯12-20重量份、高密度聚乙烯30-50重量份、聚丙烯20-26重量份、马来酸苷1-5重量份。
所述聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒，其制备方法为：1)将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和马来酸苷在温度为130℃-220℃的环境下混合，发生接枝&聚合反应，维持温度保持15-30min；2)将发生接枝&聚合反应的材料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒。
本发明进一步优选地，所述接枝棉纤维的制备方法为：1)将棉纤维经过碱化处理后浸泡至重量百分比15-20％的硝酸铵溶液中，氮气保护下超声处理，加入聚乙二醇继续超声，取出洗涤，干燥得到预处理棉纤维；2)将端氨基超支化聚合物加入至体积分数为20％-50％的乙醇水溶液中搅拌均匀，在氮气环境下，向其中加入步骤1)中的预处理棉纤维，65-72℃搅拌1-2h，洗涤，真空干燥得到接枝棉纤维。
本发明进一步优选地，接枝棉纤维碱化处理的具体操作为：将棉纤维放入15-30％重量份数的碳酸钠溶液中浸泡处理30-40min。
硝酸铵溶液的体积为棉纤维的1-1.5倍，以刚好浸没棉纤维为宜。
本发明进一步优选地，低密度聚乙烯和聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒的重量份数之和与接枝棉纤维的重量份数比为10:1。
所述一种低吸水率珍珠棉，其制备方法为：
1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到本发明所述的低吸水率珍珠棉。
本发明的优势及原理如下：
木质素磺酸钠作为阴离子型表面活性剂是一种天然高分子聚合物，具有很强的分散能力，适于将固体分散在多种有机或无机介质中。由于分子量和官能团的不同而具有不同程度的分散性，能吸附在各种固体质点的表面上，可进行金属离子交换作用，也因为其组织结构上存在各种活性基，因而能产生缩合作用或与其他化合物发生氢键作用。
本发明的低吸水率珍珠棉相比普通珍珠棉不但有略高一点的吸水性能，而且优于接枝棉纤维的加入，其物理机械性能更加优越。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对分发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一部分：
制备聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A，称取如下原料：
低密度聚乙烯1800g；
高密度聚乙烯5000g；
聚丙烯2000g；
马来酸苷500g。
制备聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒方法：1)将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和马来酸苷在温度为130℃-220℃的环境下混合，发生接枝&聚合反应，维持温度保持15-30min；2)将发生接枝&聚合反应的材料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A。
制备接枝棉纤维：1)将棉纤维经过碱化处理棉纤维放入15-30％重量份数的碳酸钠溶液中浸泡处理30-40min，然后浸泡至重量百分比15-20％的硝酸铵溶液中，氮气保护下超声处理，加入聚乙二醇继续超声，取出洗涤，干燥得到预处理棉纤维；2)将端氨基超支化聚合物加入至体积分数为20％-50％的乙醇水溶液中搅拌均匀，在氮气环境下，向其中加入步骤1)中的预处理棉纤维，65-72℃搅拌1-2h，洗涤，真空干燥得到接枝棉纤维。
实施例1：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9000g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 3000g；
接枝棉纤维1400g；
硅烷偶联剂500g；
小苏打200g；
木质素磺酸钠1500g；
分子蒸馏单甘酯600g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例1的低吸水率珍珠棉。
实施例2：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9800g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 4000g；
接枝棉纤维1200g；
硅烷偶联剂400g；
小苏打300g；
木质素磺酸钠1200g；
分子蒸馏单甘酯300g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例2的低吸水率珍珠棉。
实施例3：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9200g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 3200g；
接枝棉纤维1300g；
硅烷偶联剂200g；
小苏打400g；
木质素磺酸钠1000g；
分子蒸馏单甘酯500g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例3的低吸水率珍珠棉。
实施例4：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9500g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 3600g；
接枝棉纤维1200g；
硅烷偶联剂300g；
小苏打300g；
木质素磺酸钠800g；
分子蒸馏单甘酯400g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例4的低吸水率珍珠棉。
实施例5：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9300g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 3400g；
接枝棉纤维1400g；
硅烷偶联剂400g；
小苏打600g；
木质素磺酸钠1300g；
分子蒸馏单甘酯500g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例5的低吸水率珍珠棉。
实施例6：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯10000g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 3800g；
接枝棉纤维1300g；
硅烷偶联剂300g；
小苏打500g；
木质素磺酸钠1400g；
分子蒸馏单甘酯500g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例6的低吸水率珍珠棉。
第二部分：
制备聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒B，称取如下原料：
低密度聚乙烯2000g；
高密度聚乙烯3000g；
聚丙烯2600g；
马来酸苷300g。
制备聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒方法：1)将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和马来酸苷在温度为130℃-220℃的环境下混合，发生接枝&聚合反应，维持温度保持15-30min；2)将发生接枝&聚合反应的材料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒B。
制备聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒C，称取如下原料：
低密度聚乙烯1500g；
高密度聚乙烯4000g；
聚丙烯2400g；
马来酸苷100g。
制备聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒方法：1)将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和马来酸苷在温度为130℃-220℃的环境下混合，发生接枝&聚合反应，维持温度保持15-30min；2)将发生接枝&聚合反应的材料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒C。
制备接枝棉纤维：1)将棉纤维经过碱化处理棉纤维放入15-30％重量份数的碳酸钠溶液中浸泡处理30-40min，然后浸泡至重量百分比15-20％的硝酸铵溶液中，氮气保护下超声处理，加入聚乙二醇继续超声，取出洗涤，干燥得到预处理棉纤维；2)将端氨基超支化聚合物加入至体积分数为20％-50％的乙醇水溶液中搅拌均匀，在氮气环境下，向其中加入步骤1)中的预处理棉纤维，65-72℃搅拌1-2h，洗涤，真空干燥得到接枝棉纤维。
实施例7：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9000g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒B 3000g；
接枝棉纤维1400g；
硅烷偶联剂500g；
小苏打200g；
木质素磺酸钠1500g；
分子蒸馏单甘酯600g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒B、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例7的低吸水率珍珠棉。
实施例8：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9800g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒B 4000g；
接枝棉纤维1200g；
硅烷偶联剂400g；
小苏打300g；
木质素磺酸钠1200g；
分子蒸馏单甘酯300g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒B、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例8的低吸水率珍珠棉。
实施例9：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9200g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒C 3200g；
接枝棉纤维1300g；
硅烷偶联剂200g；
小苏打400g；
木质素磺酸钠1000g；
分子蒸馏单甘酯500g。
制备低吸水率珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒C、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例9的低吸水率珍珠棉。
第三部分：
参考第一部分聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒的配方和制备方法，棉纤维没有经过接枝处理。
实施例10：配方参考实施例3：
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9200g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 3200g；
棉纤维1300g；
硅烷偶联剂200g；
小苏打400g；
木质素磺酸钠1000g；
分子蒸馏单甘酯500g。
制备珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例10的珍珠棉。
第四部分：
参考实施例10，不加入棉纤维。
一种低吸水率珍珠棉，原料包括：
低密度聚乙烯9200g；
聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A 3200g；
硅烷偶联剂200g；
小苏打400g；
木质素磺酸钠1000g；
分子蒸馏单甘酯500g。
制备珍珠棉：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂和分子蒸馏单甘酯加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒A、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到实施例11的珍珠棉。
第五部分：
实施例12：
配方及制备方法参考实施例3，但原料中没有采用聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒，而是聚丙烯和聚乙烯的混合颗粒。
第六部分：
实施例13：
配方参考实施例3，但珍珠棉制备方法为：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯、接枝棉纤维、聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒B、木质素磺酸钠和小苏打加入反应釜中，搅拌均匀升温至升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；2)冷却成型，得到实施例13的珍珠棉。
将实施例1-13制备的珍珠棉进行性能测试，结果如下：
通过以上试验数据可以看出，本发明实施例1-9制备的低吸水率珍珠棉，电阻率刚好位于抗静电范围内，并且拉伸强度较大，对低温和高温均有很好的耐候性。通过实施例10、11、12和13的试验数据，和实施例1-9相比，均出现不同的情况，发明人推测，聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒的制备方法、接枝棉纤维的处理工艺以及低吸水率珍珠棉的制备工艺均对低吸水率珍珠棉的性能产生较大的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低吸水率珍珠棉，原料包括：低密度聚乙烯90-100重量份、聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒30-40重量份，接枝棉纤维12-14重量份、硅烷偶联剂2-5重量份、小苏打2-6重量份、木质素磺酸钠8-15重量份、分子蒸馏单甘酯3-6重量份。
2.根据权利要求1所述的低吸水率珍珠棉，其特征在于：所述聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒，其原料包括：低密度聚乙烯12-20重量份、高密度聚乙烯30-50重量份、聚丙烯20-26重量份、马来酸苷1-5重量份。
3.根据权利要求2所述的低吸水率珍珠棉，其特征在于：所述聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒，其制备方法为：1)将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和马来酸苷在温度为130℃-220℃的环境下混合，发生接枝&聚合反应，维持温度保持15-30min；2)将发生接枝&聚合反应的材料加入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒。
4.根据权利要求1所述的低吸水率珍珠棉，其特征在于：所述接枝棉纤维，其制备方法为：1)将棉纤维经过碱化处理后浸泡至重量百分比15-20％的硝酸铵溶液中，氮气保护下超声处理，加入聚乙二醇继续超声，取出洗涤，干燥得到预处理棉纤维；2)将端氨基超支化聚合物加入至体积分数为20％-50％的乙醇水溶液中搅拌均匀，在氮气环境下，向其中加入步骤1)中的预处理棉纤维，65-72℃搅拌1-2h，洗涤，真空干燥得到接枝棉纤维。
5.根据权利要求4所述的低吸水率珍珠棉，其特征在于：接枝棉纤维碱化处理的具体操作为：将棉纤维放入15-30％重量份数的碳酸钠溶液中浸泡处理30-40min。
6.根据权利要求4所述的低吸水率珍珠棉，其特征在于：硝酸铵溶液的体积为棉纤维的1-1.5倍。
7.根据权利要求1所述的低吸水率珍珠棉，其特征在于：低密度聚乙烯和聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒的重量份数之和与接枝棉纤维的重量份数比为10:1。
8.根据权利要求1所述的低吸水率珍珠棉，其特征在于：所述一种低吸水率珍珠棉，其制备方法为：1)将低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、分子蒸馏单甘酯和接枝棉纤维加入反应釜中，搅拌均匀升温至116℃-125℃，维持5-9min，2)加入聚丙烯-聚乙烯聚合颗粒、木质素磺酸钠和小苏打，搅拌均匀并继续升温至128-132℃，喂入发泡机中发泡，保温保压发泡处理维持5-8min，然后从模具中挤出；3)冷却成型，得到本发明所述的低吸水率珍珠棉。
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