一種導熱防水墊的製作方法

2023-05-01 04:59:56

一種導熱防水墊的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種樹脂發泡複合材料，尤其涉及一種導熱防水墊。它通過以下步驟製備而成：初混：按重量份將8-12份導熱材料加入40-100份密度為基體樹脂獲得初混物；塑化造粒：向所述初混物中按重量份添加2-8份阻燃劑、6-10份軟化增塑劑、3-7份增韌劑、1-4份偶聯劑和0.6-1.2份抗氧劑共混改性塑化，擠出造粒獲得第一粒子；再混發泡：按重量份將15-25份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或偶氮化合物中的一種或多種與所述第一粒子以及30-70份基體樹脂中的一種或多種混合，擠出發泡製得發泡材料，然後通過膠水在所述發泡材料上依次按順序複合全開孔發泡材料層和防潮膜層形成導熱防水墊。本發明材料具有高導熱率，並且防水減震。
【專利說明】一種導熱防水墊
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種樹脂發泡複合材料，尤其涉及一種導熱防水墊。
【背景技術】
[0002]現有技術中常用epe、eva、ixpe、xpe、橡膠發泡材料等作為發泡材料,此類產品具有保溫隔熱作用，但是導熱性能差，在很多應用領域受到了局限，並且能耗高。
[0003]CN101974208A(2011-2-16)公開了一種高導熱樹脂組合物及使用其製作的高導熱覆金屬箔板，然而該材料的導熱性有待改善，並且不適用於寢具類材料領域使用。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種具有高導熱率且防水減震的導熱防水墊。
[0005]本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的:
一種導熱防水墊，它通過以下步驟製備而成:
(l)初混:按重量份將8-12份導熱材料加入40-100份密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯、密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種混合均勻獲得初混物；
所述導熱材料為氧化鋁粉末、石墨、氧化鎂、矽酸鈣、銅粉、氮化鋁中的一種或多種；
(2)塑化造粒:向所述初混物中按重量份添加2-8份阻燃劑、6-10份軟化增塑劑、3-7份增韌劑、1-4份偶聯劑和0.6-1.2份抗氧劑共混改性塑化，擠出造粒獲得第一粒子；
(3)再混發泡:按重量份將15-25份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或偶氮化合物中的一種或多種與所述第一粒子以及30-70份密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯、密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種混合，擠出發泡製得發泡材料；
(4)複合:通過膠水在所述發泡材料上依次按順序複合全開孔發泡材料層和防潮膜層形成導熱防水墊；所述全開孔發泡材料層為橡膠發泡層、聚苯乙烯發泡層、全開孔EPDM發泡海綿層、全開孔PE層或聚乙烯改性材料層。
[0006]通過上述方案，本發明:
1.克服了傳統發泡材料不能同時具有高導熱性和防水減震功能性能的缺點；在直接有效的提高發泡類產品的導熱性的基礎上，能同時保留髮泡材料的防水、減震作用，擴大了產品應用領域；
2.通過初混和塑化造粒有助於後續的再混發泡，能夠同時提高材料的導熱性和抗震防水性，這還有可能是特定的原料和輔料的配方以及添加順序發揮了協同增效作用，使低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物(簡稱基體樹脂)分子鏈之間相互纏繞，通過增韌劑、偶聯劑、抗氧劑和發泡劑調節其相容性和抗氧性，改善了材料加工性能，使製備所得的導熱防水墊具有優異的防水減震功能以及阻燃性；
3.全開孔發泡材料是指材料中的孔洞之間全部相通；通過在發泡材料上複合全開孔發泡材料層和防潮膜層，使材料的導熱性和防水性能進一步增加；
4.該產品可以應用到日用品尤其是寢具類用品例如榻榻米上。
[0007]作為優選，所述防潮膜層為PE膜或鋁膜或金屬防潮紙層。
[0008]作為優選，所述步驟(3)具體是將15-25份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或偶氮化合物中的一種或兩種與所述第一粒子以及30-70份密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯、密度為0.918~
0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種在溫度為180-200°C下混合成型後，對型材進行電子輻照交聯改性，輻照劑量為20-40KGy，輻照交聯後放置24-30h，然後在溫度為220-245°C下加熱5_10min後擠出發泡。
[0009]本發明通過前期的初混和塑化造粒，然後再與低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種進行再混，同時通過添加特定物質和電子輻照交聯改性，增加材料分子鏈間的纏繞和相互作用，控制發泡複合材料的交聯度，使材料具有更高的孔密度和更均勻的孔徑分布，從而使製備所得的導熱防水墊具有優異的防水減震功能以及導熱性。
[0010]更優選地，所述步驟(3)再混發泡中在混合成型之後和輻照交聯之前的時間內還添加有3-6份液體低分子直鏈烴 。
[0011]加入液體低分子直鏈烴可以提高製備所得的導熱防水墊的導熱性和加工性能，這可能是由於該物質的特殊添加時機在再混發泡中進一步發揮了有效的改性作用。
[0012]更優選地，所述液體低分子直鏈烴為白油或液體石蠟。
[0013]作為優選，所述步驟(1)初混時還添加有3-6份液體有機矽化合物。
[0014]加入液體有機矽化合物可以提高製備所得的導熱防水墊的導熱性和加工性能，這可能是由於液體有機矽化合物作為液體改性劑對材料進行了初步改性。
[0015]更優選地，所述液體有機矽化合物為矽油。
[0016]作為優選，所述聚乙烯改性材料層由以下重量份數的原料組成:聚乙烯30-75份、鋅氧粉10-40份、氧化鎂8-25份、玻璃纖維10-15份、過氧化二異苯丙交聯劑0.8-1.5份、硬脂酸活性潤滑劑1-2份。
[0017]更優選地，所述聚乙烯改性隔音材料的製備方法依次包括以下步驟:
A.原料準備:聚乙烯30-75份、鋅氧粉10-40份、氧化鎂8_25份、玻璃纖維10_15份、過氧化二異苯丙交聯劑0.8-1.5份、硬脂酸活性潤滑劑1-2份；
B.初混:將所述交聯劑、鋅氧粉、氧化鎂和玻璃纖維混合，獲得初混反應物；
C.全混:將所述初混反應物與所述聚乙烯和潤滑劑混合獲得全混混合物；
D.密煉成型:將所述全混混合物在溫度為160-180°C、壓力為40-50MPa下密煉成型。
[0018]本發明在聚乙烯中採用鋅氧粉、氧化鎂和玻璃纖維填充改性，可以進一步輔助解決導熱性能不佳的缺點；同時提高了尺寸穩定性。
[0019]作為優選，所述膠水由以下重量份數的原料組成:
苯酐25-35份、三乙二醇10-12份、戊二酸15-18份、丁三醇8_10份、鋅氧粉5_7份、氧化鎂3-5份、氯丁橡膠15-25份、彈力膠70-95份、軟化油2_3份、碳酸二甲酯15-20份、乙苯20-30份、阻燃劑1-3份。
[0020]採用本發明的膠水，具有初粘性好、牢度高的優點。
[0021]作為優選，所述阻燃劑按重量份數計由以下組分組成:低聚磷酸銨20~50份、磷酸銨10~25份、焦磷酸銨6~12份、硫酸銨5~20份、硼酸5~10份、水10~25份。
[0022]作為優選，所述軟化增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、氯化石蠟或環烷油中的一種或多種。
[0023]作為優選，所述增韌劑為三元乙丙橡膠EPDM。
[0024]作為優選，所述偶聯劑為矽烷偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑或鋁鈦複合偶聯劑。
[0025]作為優選，所述抗氧劑為按重量比3-4:6-7混合而成的酚類主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的混合物。
[0026]作為優選，所述偶氮化合物為偶氮二甲醯胺或偶氮二異丁腈。
[0027]綜上所述，本發明具有以下有益效果:
1、具有聞導熱性；
2、具有防水減震功能；
3、具有阻燃性；
4、該產品可以應用到日用品尤其是寢具類用品例如榻榻米上。
【具體實施方式】
[0028]實施例一
初混:按重量份將8份氧化鋁粉末加入40份按重量比1:1混合而成的密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯和密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯混合均勻後再添加3份矽油獲得初混物；
塑化造粒:向初混物中按重量份添加2份阻燃劑、6份鄰苯二甲酸二辛酯、3份三元乙丙橡膠EPDM增韌劑、1份矽烷偶聯劑和0.6份按重量比3:7混合而成的酚類主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的混合物組成的抗氧劑共混改性塑化，擠出造粒獲得第一粒子；
阻燃劑按重量份數計由以下組分組成:低聚磷酸銨20份、磷酸銨10份、焦磷酸銨6份、硫酸銨5份、硼酸5份、水10份；
再混發泡:按重量份將15份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與第一粒子以及30份按重量比1:1混合而成的密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯和密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯混合，擠出發泡獲得製得發泡材料；
複合:通過膠水在發泡材料上依次按順序複合橡膠發泡層和防潮膜層形成導熱防水墊。
[0029]按照GB9342檢測最終材料的導熱係數，結果見表1。而常規聚乙烯發泡複合材料的導熱係數為I W/m.K以下。
[0030]實施例二
初混:按重量份將12份石墨加入100份按重量比1:1混合而成的密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯和密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯混合均勻後再添加6份矽油獲得初混物；
塑化造粒:向初混物中按重量份添加8份阻燃劑、10份氯化石蠟、7份三元乙丙橡膠EPDM增韌劑、4份鋁酸酯偶聯劑和1.2份按重量比4:6混合而成的酚類主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的混合物組成的抗氧劑共混改性塑化，擠出造粒獲得第一粒子；
阻燃劑按重量份數計由以下組分組成:低聚磷酸銨50份、磷酸銨25份、焦磷酸銨12份、硫酸銨20份、硼酸10份、水25份；
再混發泡:按重量份將25份偶氮二甲醯胺與第一粒子以及70份按重量比1:1混合而成的密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯和密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯在溫度為180°C下混合成型後，對型材進行電子輻照交聯改性，輻照劑量為20KGy，輻照交聯後放置24h，然後在溫度為220°C下加熱5min後擠出發泡製得發泡材料；
複合:通過膠水在所述發泡材料上依次按順序複合聚乙烯改性材料層和防潮膜層形成導熱防水墊。
[0031]聚乙烯改性隔音材料的製備方法依次包括以下步驟:
A.原料準備:聚乙烯30份、鋅氧粉10份、氧化鎂8份、玻璃纖維10份、過氧化二異苯丙交聯劑0.8份、硬脂酸活性潤滑劑1份；
B.初混:將所述交聯劑、鋅氧粉、氧化鎂和玻璃纖維混合，獲得初混反應物；
C.全混:將所述初混反應物與所述聚乙烯和潤滑劑混合獲得全混混合物；
D.密煉成型:將所述全混混合物在溫度為160°C、壓力為40MPa下密煉成型。
[0032]膠水由以下重量份數的原料組成:苯酐25份、三乙二醇10份、戊二酸15份、丁三醇8份、鋅氧粉5份、氧化鎂3份、氯丁橡膠15份、彈力膠70份、軟化油2份、碳酸二甲酯15份、乙苯20份、阻燃劑1份。
[0033]實施例三
初混:按重量份將10份銅粉加入80份按重量比1:1混合而成的密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物混合均勻後再添加5份矽油獲得初混物；
塑化造粒:向初混物中按重量份添加6份阻燃劑、8份鄰苯二甲酸二辛酯、氯化石蠟或環烷油中的一種或多種組成的軟化增塑劑、5份三元乙丙橡膠EPDM增韌劑、3份鋁鈦複合偶聯劑和1份按重量比1:1混合而成的酚類主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的混合物組成的抗氧劑共混改性塑化，擠出造粒獲得第一粒子；
阻燃劑按重量份數計由以下組分組成:低聚磷酸銨30份、磷酸銨15份、焦磷酸銨10份、硫酸銨15份、硼酸8份、水15份；
再混發泡:按重量份將20份偶氮二異丁腈與第一粒子以及30-70份密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯、密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種在溫度為200°C下混合成型後，對型材進行電子輻照交聯改性，輻照劑量為40KGy，輻照交聯後放置30h，然後在溫度為245°C下加熱IOmin後擠出發泡製得發泡材料；複合:通過膠水在所述發泡材料上依次按順序複合聚乙烯改性材料層和防潮膜層形成導熱防水墊。聚乙烯改性隔音材料的製備方法依次包括以下步驟:
A.原料準備:聚乙烯75份、鋅氧粉40份、氧化鎂25份、玻璃纖維15份、過氧化二異苯丙交聯劑1.5份、硬脂酸活性潤滑劑2份；B.初混:將上述交聯劑、鋅氧粉、氧化鎂和玻璃纖維混合，獲得初混反應物；
C.全混:將所述初混反應物與所述聚乙烯和潤滑劑混合獲得全混混合物；
D.密煉成型:將所述全混混合物在溫度為180°C、壓力為50MPa下密煉成型。
[0034]實施例四
初混:按重量份將5份氧化鎂和5份矽酸鈣加入80份按重量比1:1:1混合而成的密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯/密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物混合均勻後再添加5份矽油獲得初混物；
塑化造粒:向初混物中按重量份添加6份阻燃劑、8份1:1重量混合成的氯化石蠟和環烷油組成的軟化增塑劑、5份三元乙丙橡膠EPDM增韌劑、3份鋁鈦複合偶聯劑和1份按重量比38:62混合而成的酚類主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的混合物組成的抗氧劑共混改性塑化，擠出造粒獲得第一粒子；阻燃劑組成同實施例三；
再混發泡:按重量份將18份按重量比1:1混合成的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和偶氮二甲醯胺與第一粒子以及50份按重量比1:1:1混合成的密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物組成的混合物在溫度為190°C下混合成型後，對型材進行電子輻照交聯改性，輻照劑量為30KGy，輻照交聯後放置28h，然後在溫度為235°C下加熱8min後擠出發泡製得發泡材料；
複合:通過膠水在所述發泡材料上依次按順序複合聚乙烯改性材料層和防潮膜層形成導熱防水墊。聚乙烯改性隔音材料的製備方法依次包括以下步驟:
A.原料準備:聚乙烯45份、鋅氧粉30份、氧化鎂15份、玻璃纖維12份、過氧化二異苯丙交聯劑1份、硬脂酸活性潤滑劑1.5份；
B.初混:將所述交聯劑、鋅氧粉、氧化鎂和玻璃纖維混合，獲得初混反應物；
C.全混:將所述初混反應物與所述聚乙烯和潤滑劑混合獲得全混混合物；
D.密煉成型:將所述全混混合物在溫度為170°C、壓力為45MPa下密煉成型。
[0035]膠水由以下重量份數的原料組成:苯酐28份、三乙二醇11份、戊二酸17份、丁三醇9份、鋅氧粉6份、氧化鎂4份、氯丁橡膠18份、彈力膠85份、軟化油2.5份、碳酸二甲酯18份、乙苯25份、阻燃劑2份。
[0036]實施例五
同實施例二，不同的是在混合成型之後和輻照交聯之前的時間內還添加有4份白油。最後通過膠水在發泡材料上依次按順序複合聚苯乙烯發泡層和防潮膜層形成導熱防水墊。
[0037]實施例六
同實施例三，不同的是在混合成型之後和輻照交聯之前的時間內還添加有6份液體石蠟。最後通過膠水在發泡材料上依次按順序複合全開孔EPDM發泡海綿層和防潮膜層形成導熱防水墊。
[0038]實施例七
同實施例四，不同的是在混合成型之後和輻照交聯之前的時間內還添加有3份白油和3份液體石蠟。最後通過膠水在發泡材料上依次按順序複合全開孔PE層和防潮膜層形成導熱防水墊。
[0039]表1本發明導熱防水墊性能參數
【權利要求】
1.一種導熱防水墊，其特徵在於:它通過以下步驟製備而成: (1)初混:按重量份將8-12份導熱材料加入40-100份密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯、密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種混合均勻獲得初混物； 所述導熱材料為氧化鋁粉末、石墨、氧化鎂、矽酸鈣、銅粉、氮化鋁中的一種或多種； (2)塑化造粒:向所述初混物中按重量份添加2-8份阻燃劑、6-10份軟化增塑劑、3-7份增韌劑、1-4份偶聯劑和0.6-1.2份抗氧劑共混改性塑化，擠出造粒獲得第一粒子； (3)再混發泡:按重量份將15-25份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或偶氮化合物中的一種或多種與所述第一粒子以及30-70份密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯、密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種混合，擠出發泡製得發泡材料； (4)複合:通過膠水在所述發泡材料上依次按順序複合全開孔發泡材料層和防潮膜層形成導熱防水墊；所述全開孔發泡材料層為橡膠發泡層、聚苯乙烯發泡層、全開孔EPDM發泡海綿層、全開孔PE層或聚乙烯改性材料層。
2.根據權利 要求1所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述防潮膜層為PE膜或鋁膜或金屬防潮紙層。
3.根據權利要求1或2所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述步驟(3)具體是將15-25份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或偶氮化合物中的一種或兩種與所述第一粒子以及30-70份密度為0.900~0.915克/立方釐米的低密度聚乙烯、密度為0.940~0.978克/立方釐米的高密度聚乙烯、密度為0.918~0.935克/立方釐米的線性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一種或多種在溫度為180-200°C下混合成型後，對型材進行電子輻照交聯改性，輻照劑量為20-40KGy，輻照交聯後放置24_30h，然後在溫度為220_245°C下加熱5-10min後擠出發泡。
4.根據權利要求3所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述步驟(3)再混發泡中在混合成型之後和輻照交聯之前的時間內還添加有3-6份液體低分子直鏈烴。
5.根據權利要求1所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述步驟(1)初混時還添加有3-6份液體有機娃化合物。
6.根據權利要求5所述的一種導熱防水墊,其特徵在於:所述液體有機娃化合物為娃油。
7.根據權利要求1-6任一項所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述聚乙烯改性材料層由以下重量份數的原料組成:聚乙烯30-75份、鋅氧粉10-40份、氧化鎂8-25份、玻璃纖維10-15份、過氧化二異苯丙交聯劑0.8-1.5份、硬脂酸活性潤滑劑1-2份。
8.根據權利要求7所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述聚乙烯改性隔音材料的製備方法依次包括以下步驟: A.原料準備:聚乙烯30-75份、鋅氧粉10-40份、氧化鎂8_25份、玻璃纖維10_15份、過氧化二異苯丙交聯劑0.8-1.5份、硬脂酸活性潤滑劑1-2份； B.初混:將所述交聯劑、鋅氧粉、氧化鎂和玻璃纖維混合，獲得初混反應物；C.全混:將所述初混反應物與所述聚乙烯和潤滑劑混合獲得全混混合物； D.密煉成型:將所述全混混合物在溫度為160-180°C、壓力為40-50MPa下密煉成型。
9.根據權利要求1-6任一項所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述膠水由以下重量份數的原料組成: 苯酐25-35份、三乙二醇10-12份、戊二酸15-18份、丁三醇8_10份、鋅氧粉5_7份、氧化鎂3-5份、氯丁橡膠15-25份、彈力膠70-95份、軟化油2_3份、碳酸二甲酯15-20份、乙苯20-30份、阻燃劑1-3份。
10.根據權利要求1-6任一項所述的一種導熱防水墊，其特徵在於:所述軟化增塑劑為鄰苯二甲酸二 辛酯、氯化石蠟或環烷油中的一種或多種。
【文檔編號】C08L23/08GK103804761SQ201410070829
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】楊慶鋒 申請人:浙江潤陽新材料科技有限公司