HDPE模压发泡配方工艺
改性低密度聚乙烯发泡材料的配方和生产技术
改性低密度聚乙烯发泡材料的配方和生产技术摘要：在当今社会时代背景之下，科学信息技术水平也得到大幅度提升，为各行各业经济活动提供了技术上的支持，特别是对于我国生产行业来讲，其生产技术水平近几年来也得到大幅度的提升。
本文也针对改性低密度聚乙烯发泡材料的配方展开分析，也对生产技术展开探讨，目的是为了能够为相关人员工作提供参考，进而满足行业发展需求。
因为这种发泡材料他的回弹率比较高，对外界因素的抵抗能力也比较强，所以备受现代企业说青睐。
关键词：改性低密度；聚乙烯；发泡材料；配方；生产技术前言时代的不断变化，发泡材料也备受现代企业所重视，并投入到了实际的生产中，且获得了令人称赞的成绩和效果。
特别是在当前行业之间竞争趋势不断加大的时代背景之下，更加需要注重对新材料的引进和使用。
其中性低密度聚乙烯发泡材料被应用到诸多领域中，比如：包装、化工、建筑等，因为他具有很多优势，如：耐磨强度比较高。
笔者结合工作经验就此材料的配方和生产技术加以分析，主要从不同的角度展开了探讨，进一步发泡材料价值。
一、改性低密度聚乙烯发泡材料的配方（一）做好原料准备工作性低密度聚乙烯发泡材料的配方包含很多内容，我们从以下分析[1]。
第一，工作人员要想提高工作质量，需要做好前期原料准备工作，直接关乎企业生产能否顺利开展。
通常情况下，需要准备相应的偶氮二甲酸或者是过氧化二异丙苯，这些都是发泡材料配方的主要成分。
数据表明，这种聚烯发泡材料它具有着很多优点，比如：强韧度比较好，他的隔热性和耐化学性都比较强，所以备受现代企业所重视，如今也投入到了日常生产中。
第二，也要准备相应的硬脂酸或者是氧化锌，从而通过做好原料准备工作，为后续研究工作提供有力保障。
（二）合理选择试样制备在做好原材料准备工作的同时，我们也要合理选择试样设备，因为设备质量的好坏也关乎行业发展，所以应根据实际状况合理的选择试样制备，这样才能够发挥制备最大化价值。
比如：我们应将100分LDPE加入双辊炼胶机中。
聚氯乙烯糊树脂硬质发泡材料工艺介绍
第3期2019年06月石河子科技中图分类号：TQ325.3文献标识码：B文章编号：1008-0899（2019）06-0039-021研究背景聚氯乙烯（PVC）糊树脂属于聚氯乙烯树脂的一个产品分枝。
PVC糊树脂以其高分散性的粉料用于糊料加工而得名，由于其成糊性能优良，以及分散性能良好，主要应用于PVC树脂的软材料领域，比如手套、人造革、玩具等。
20世纪80年代我国通过引进国外先进生产技术与装备，使PVC糊树脂产能、产量、产品质量均得到大幅提高，可生产多种型号产品。
到2010年，除部分高端产品外，国产PVC糊树脂质量已完全能够满足国内需求，尤其是普通PVC糊树脂市场已呈饱和状态，导致市场供大于求[1]。
为扩大应用范围，彻底解决糊树脂产能过剩问题，天伟化工有限公司研发出一种新的材料—硬质糊树脂发泡材料，它不仅可以用在建筑外墙保温上，而且还能用在风电叶片、船舶夹层等领域，大幅度扩展了糊树脂的使用范围，下面对其生产工艺加以介绍。
2生产工艺2.1成型方法的确定对于常见的发泡材料，其加工方法一般有三种，分别是挤出成型、注塑成型、模压成型。
三者各有特点，挤出成型能实现连续生产，其效率最高；注塑成型其采用模具加工，精度较高；模压成型设备投资小，制品力学性能最佳。
通过对上述三种加工方法的比较以及对自身材料性能的研究，我们决定采用模压成型来生产糊树脂硬质发泡材料。
一方面模压成型工艺操作简单，便于实施。
另一方面模压工艺制做的制品力学性能非常优异，使糊树脂发泡材料可以应用在一些高端领域。
2.2生产工序介绍确定发泡工艺后，我们单独对模压发泡工艺进行了深入的研究和学习，尤其对其常用配套设备及使用方法做了重点了解，最终将我们的生产工序确定为混料、发泡、后处理、修剪四个工序，具体操作工艺如下。
2.2.1混料先将粉料做水分测定实验，保证每种粉料水分含量不能超过1%，若有不合格者需先进行干燥处理，否则不仅会使制品表面性能受到影响，而且会使发泡材料在后处理阶段严重收缩，影响发泡倍率。
一种聚乙烯物理发泡料及其制备方法[发明专利]
![一种聚乙烯物理发泡料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e210eb79c950ad02de80d4d8d15abe23482f03b4.png)
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101012323A[43]公开日2007年8月8日[21]申请号200710006863.X[22]申请日2007.02.01[21]申请号200710006863.X[71]申请人徐晓冰地址211800江苏省南京市浦口区珠江镇万寿路18号[72]发明人徐晓冰[74]专利代理机构上海智信专利代理有限公司代理人缪利明[51]Int.CI.C08L 23/06 (2006.01)C08J 9/14 (2006.01)C08K 5/23 (2006.01)C08K 5/20 (2006.01)C08K 3/00 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 5 页[54]发明名称一种聚乙烯物理发泡料及其制备方法[57]摘要本发明公开了一种聚乙烯物理发泡料及其制备方法，以低密度聚乙烯和高密度聚乙烯为原料，加入发泡剂和助剂，于单螺杆/双螺杆挤出机中混炼后挤出造粒，获得聚乙烯物理发泡料。
本发明的聚乙烯物理发泡料不仅性能优异，而且由于其适合物理发泡，所获得的聚乙烯发泡材料不会存在化学残留，因而没有毒性，可以大大拓展聚乙烯发泡材料的应用前景。
200710006863.X权 利 要 求 书第1/1页 1、一种聚乙烯物理发泡料，其特征在于该物理发泡料的配方如下：原料重量份低密度聚乙烯20-50高密度聚乙烯50-70发泡剂1-10助剂1-10。
2、如权利要求1所述的物理发泡料，其特征在于，所述配方中的发泡剂包括：磺酰肼类，4，4′-氧代双苯磺酰肼、苯磺酰胺，以及偶氮类发泡剂。
3、如权利要求2所述的物理发泡料，其特征在于，所述偶氮类发泡剂包括：偶氮二异丁腈、偶氮碳酸钡、偶氮二甲酰胺。
4、如权利要求1所述的物理发泡料，其特征在于，所述配方中的填充物包括：云母粉、滑石粉、玻璃粉、木粉、碳酸钙。
5、一种聚乙烯物理发泡料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 按权利要求1的配方将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、发泡剂、以及助剂混合均匀，然后加入单螺杆/双螺杆挤出机中，于100～230℃下混炼，使其均匀分布，最后挤出造粒。
聚乙烯泡沫挤出法成型方法常压交联发泡化学发泡直接挤出发袍的过程的三个步骤
聚乙烯泡沫挤出法成型方法常压交联发泡化学发泡直接挤出发袍的过程的三个步骤聚乙烯泡沫塑料的成型方法有挤出、注射、模压、可发性或发沧殊桃熔结或粘结、旋转模塑、溶沥和定向法等。
其中挤出法又有化学发池和物理发泡之分。
挤出化学发袍又有直接挤出发泡和挤出后常压加热发泡之分。
注射法有高压法和低压法之分。
模庆法则可分为一步法和二步法。
除了上述各种成型方法之外，交联，是聚乙烯泡沫塑料成型中的一个重要方面，因而在聚乙烯的发泡中，又行交联发泡和无交联发泡之分。
聚乙烯的交联方法有化学交联剂交联和射线辐射交联两种。
两种方法制成的制而，理化性能无实质性差别。
用化学交联剂文联，就是把有机过氧化物加入配料中，加热到树脂熔点以上的高温，使之分解，引起树脂交联。
这种方法不仅适用于挤出法的连续生产法，也适用于模压法这样的间歇生产法，因而应用颇广。
但交联剂反应残渣易使制品变色，并有气味。
用射线辐射交联，就是用丙种射线或电子射线辐射聚乙烯，使之交联。
交服温度范围较宽，它是辐射化学在工业应用中的一个重要方面。
这种方法需要大量的设备投资，但围耗电量比化学交联法少，又不需用交联剂，故如生产量大，经济价值不亚于化学交联法。
聚乙烯经过一定剂量的射线辐射可以迅速交联、从而简化了总的发泡过程。
不过，辐射交联所能生产的泡沫塑料厚度有限。
溶沥法和定向法，目前应用较少，不在这里介绍。
在这一章里我们主要叙述其它的各种成型方法，包括交联和无交联的。
挤出后常压交联发泡用化学发泡剂挤出后常压交联发泡的过程，就是把化学发泡剂、化学交联剂(分解温度低于发泡剂的)和树脂—起混炼，挤出成型，然后加热，先使交联剂分解，树脂交联。
接着使发泡剂分解放气．制戊泡沫塑料。
制取发泡40倍的泡沫塑料，如用偶氮二甲酞胺为发泡剂，在100份重量的聚乙烯中通常约需加入20份。
如此大量的固体粒子，与树脂混炼均匀成型，而且要掌握好加工温度，不使发泡剂分解，这是一道技术要求较高的工序。
为了使发泡剂分散均匀，可以在树脂表面涂上白油、松节油、环氧丙烷或环氧乙烷，让发泡剂粘在其上，或庄粒状树脂中混入少量软化温度较高的粉状树脂。
聚乙烯泡沫塑料成型方法
聚乙烯泡沫塑料成型方法聚乙烯泡沫塑料的成型方法有很多，主要分为挤出发、模压法和可发性珠粒法．我国主要采用挤出法和模压法生产聚乙烯泡沫塑料产品．一、挤出法挤出法是将含有发泡剂的聚乙烯熔融物料从挤出机头口模挤出，熔融物料从高压降为常压时，溶于熔融物料中的气体膨胀而进行发泡．发泡剂的加入形式有三种：①在树脂中加入热分解型发泡剂；②在挤出机中部熔融段加压注入低沸点液体发泡剂；③用浸渍法制备含有挥发性发泡剂的可发性珠粒然后再挤出发泡．第一种称为化学发泡，用于很多低发泡制品，如电线电缆电绝缘层的制备．第三种需在挤出之前制备可发性珠粒．以下重点介绍第二种发泡方法，也称物理发泡方法．1. 原料的规格及配方原料的规格以及配方见表6-4表6-4 原料规格以及配方原料规格配方／质量份聚乙烯发泡剂碳酸氢钠柠檬酸熔体流动速率1g／10min，密度920kg/m3，熔融温度114℃，软化温度90℃相对密度1.44，沸点36℃工业极工业极10010～200.1～0.30.1～0.32.挤出发泡工艺挤出发泡工艺简单，只要在挤出机中部的熔融段注入沸点为-30～20℃的挥发性发泡剂即可挤出发泡．与挤出聚苯乙烯泡沫塑料相似，为了使气泡细微，结构均匀，可加入少量成核剂，如加入0.01％～1％的有机酸、碳酸盐或酸式碳酸盐、粉末状二氧化硅等．挤出温度选择在比熔融温度低5℃至软化点之间，挤出温度选择适当可制得发泡倍率为20倍的聚乙烯发泡塑料．3.挤出发泡过程生产中先将混合均匀的原料从料斗进入挤出机，由螺杆旋转压实，并在机筒中熔融塑化，从挤出机中部的注入口用计量泵将发泡剂注入熔融物料中，经机械搅拌与物料完全混合．温度均匀的熔融物料从机头漠口挤出，经吹塑发泡得表面有珍珠状美丽的光泽而内部的泡孔结构均均匀的聚乙烯泡沫片材，还可以加入一些颜料制得各种颜色艳丽的聚乙烯泡沫片材．用此法制得的聚乙烯泡沫塑料除了片材外还有板材、管、棒材等．二、模压法1.原料一般使用熔体流速为2g/10min左右的低密度聚乙烯塑料．多数以过二氧化异丙苯为化学交联剂，以偶氮二甲酰胺为发泡剂，使用三碱式硫酸铅为活化剂．配方如下：原料用料／质量份原料用料／质量份聚乙烯100过氧化二异丙苯1 偶氮二甲酰胺20三碱式硫酸铅42. 工艺流程聚乙烯模压发泡工艺流程如图6-2所示．图6-2聚乙烯模压发泡工艺3. 操作工艺①配料。
第五节化学发泡法举例3聚乙烯泡沫塑料的生产解析
（二）聚烯烃的交联
交联方法有物理交联和化学交联，而物理交联常用的 是辐射交联，由于辐射交联需要很昂贵的设备，特殊产品 （如薄的发泡制品、细径电缆）生产时有应用，一般的采 用化学交联。
交联剂都含有氧-氧键，如：过氧化二异丙苯(DCP）等， 它的键能小，不稳定，在热和光作用下容易分解生成游离 基，从而引发聚乙烯主链上某些碳原子产生活性，而后两 个大分子游离基相互结合产生c-c交联键。
聚乙烯泡沫塑料
聚乙烯泡沫塑料密度小，低温性能和抗化学腐蚀性 能良好，并且具有一定的物理力学强度，因此可用于 日用制品、精密仪器包装材料、保暖材料、水上漂浮 材料以及代替天然木材等方面，应用面很广，发展也 很迅速。
（一）聚乙烯发泡的特点
1、聚烯烃结晶度高；在未达到结晶熔融温度以前，树脂几 乎不能流动，而一旦达到熔融温度，整个聚合物的熔融 黏度便急剧下降，使发泡过程中产生的气泡很难保持 。
LDPE MFR=3g/10min
100
EVA 改性剂
20
DCP
交联剂
1
AC 发泡剂
5.5
HSt 润滑剂
1.5
三碱式硫酸铅 活化剂 降低发泡剂的分解温度
3
工艺流程
1.LDPE、EVA混合 2.两辊塑炼，加入AC（偶氮二甲酰氨）、三碱式
硫酸铅混合粗炼 3.再加入交联剂DCP（过氧化二异丙苯）精炼 4.拉片 5.模压交联 6.开模发泡
3、注射法PE结构泡沫塑料
结构发泡材料是指密度在10～60kg/cm之间的发泡材料，制 品表面呈封闭的致密层，芯部呈微孔泡沫结构。厚度在5mm 以上。
（1）低压结构发泡注射（模腔压力2～7MPa）（普通注射模 腔压力30～60MPa）
（2）高压结构发泡注射 （模腔压力7～15MPa）
一种高效率模压发泡聚丙烯的制备方法[发明专利]
![一种高效率模压发泡聚丙烯的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a4247c51cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe04a1b187.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010516724.7(22)申请日 2020.06.09(71)申请人 浙江新恒泰新材料有限公司地址 314005 浙江省嘉兴市南湖区新丰镇新大公路南,仁康路西侧(72)发明人 翁成龙 王镇 王佳林 (74)专利代理机构 嘉兴启帆专利代理事务所(普通合伙) 33253代理人 廖银洪(51)Int.Cl.C08L 23/12(2006.01)C08L 23/08(2006.01)C08K 13/06(2006.01)C08K 7/24(2006.01)C08K 5/1565(2006.01)C08K 5/1575(2006.01)C08J 9/12(2006.01)(54)发明名称一种高效率模压发泡聚丙烯的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高效率模压发泡聚丙烯的制备方法，包括下列步骤：1)预处理活性炭：使活性炭饱和吸附低沸点液体；2)挤出共混：称取100重量份的聚丙烯基材，1～20重量份的预处理活性炭，1～5重量份的助分散剂，0.1～0.5重量份的助成核剂，通过挤出得到聚丙烯板材；3)微孔发泡；将步骤(2)制备得到的聚丙烯板材放置于发泡模具中，升温至发泡温度，后通入超临界气体，制备得到模压发泡聚丙烯材料。
本发明的方法大大缩短了聚丙烯吸收超临界气体的时间，提高产品的刚性，缩短成型周期，并保持产品的尺寸稳定性；在发泡过程中可以降低泡核形成的能垒，从而可以提高发泡材料的泡孔密度，降低泡孔尺寸，提升材料的物理机械性能。
权利要求书1页 说明书7页 附图4页CN 111621092 A 2020.09.04C N 111621092A1.一种高效率模压发泡聚丙烯的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)预处理活性炭：使活性炭饱和吸附低沸点液体；(2)挤出共混：称取100重量份的聚丙烯基材，1～20重量份的预处理活性炭，1～5重量份的助分散剂，0.1～0.5重量份的助成核剂，将上述材料预共混之后，通过挤出得到聚丙烯板材；(3)微孔发泡；将步骤(2)制备得到的聚丙烯板材放置于发泡模具中，升温至发泡温度，后通入超临界气体，保持超临界气体压力一段时间待聚丙烯板材吸附气体达到饱和后，快速释放模具中的气体，快速开模，制备得到具备微孔形貌的模压发泡聚丙烯材料。
发泡塑料的配方与配制技术
86.17 44 58
84.94 170.90
0.655 0.531 0.599 1.325 1.440
55~62 ---
-42.5 ---
-0.5 ---
40
---
3.6 137
三氯一氟甲烷（F11）
137.38
1.476
三氯三氟乙烷（F112） 187.39
1.565
二氯二氟甲烷（F12) 120.90
徐州工业职业技术学院 塑料教研室
PVC、PE、等
发泡配方组分
• 发泡助剂是一类与发泡剂并用，可调节发泡剂分解温度与 分解速度，并能改进发泡工艺、稳定泡沫结构和提高泡沫 质量的一类助剂。按其作用不同可分为发泡促进剂、发泡 抑制剂、泡沫稳定剂及催化剂等。
• 发泡促进剂是指可以降低发泡剂分解温度的一类物质，具 体品种有：锌化合物、铅化合物、镉化合物、有机酸、尿 素与其衍生物以及氨基化合物等。
（一）泡沫的形成
当气体在溶液中达饱和限度而形成过饱和溶液时，气 体又从溶液中逸出形成气泡，形成气泡的过程就是成核作 用。这时，除聚合物液相外，产生了新相——气相，分散 在聚合物中，成为泡沫。如果同时还存在很小的固体粒子 或很小的气泡，即所谓的第二分散相，就会有利于这一过 程的形成。这种加入第二相的物质叫做“成核剂”。
徐州工业职业技术学院 塑料教研室
(2)分解速率 发泡剂的分解速率是随温度变化 的。
(3)反应热量 有机发泡剂分解时是放热反应， 而无机发泡剂分解则是吸热反应。
(4)发泡剂分解的抑制和促进 任何化学发泡剂 都是在一定的温度下进行热分解而产生气体的。
(5)发泡效率 有机发泡剂分解出的氮气比无机 发泡剂分解出的二氧化碳气体发泡效率高，这 是因为二氧化碳对塑料泡壁的扩散速度比氮气 高，所以二氧化碳气体的发泡效率低，用于制 造低比重的泡沫塑料是比较困难的。
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序号 1 2 3 4
材料名称 作用 HDPE 基体树脂 氧化锌 发泡助剂 DCP 交联剂 AC发泡剂 发泡剂
份数 100 2 1 24
实验结果分析: AC 用量对发泡倍率的影响
LOGO
10
8
发泡倍率
6
4
2
0 0 2 4 6 8 10
发泡剂用量
如图所示：实验中以AC发泡剂为变量， 模压发泡中，各组的发泡倍率不一样，随着发泡 剂的用量增加，发泡倍率增加，发泡效果较好。
180
发泡温度
总结
LOGO
用模压发泡法制备了高密度聚乙烯的发泡材料，研究偶氮二甲酰胺(AC) 发泡剂，交联剂(DCP)的用量及工艺条件对高密度聚乙烯的发泡材料表观密 度，硬度的影响。结果表明，随着AC发泡剂用量的增加HDPE发泡材料的表 观密度，先增加后减少，AC发泡剂的用量为4份时，发泡材料的表观密度最 小。DCP交联剂的用量为1份时，在混炼中，不易包辊，发泡在0.1份时， 容易混炼，易包辊下片，发泡效果最佳。工艺条件温度，在150到130度时， HDPE发泡材料的发泡效果比较好。发泡时间在10分钟左右，发泡效果好
实验研究影响HDPE模压发泡的因素
工艺条件和配方
LOGO
AC发泡剂用 量
DCP用量
HDPE模压 发泡
发泡时间
模压压力
发泡温度
实验仪器
LOGO
主要仪器 平板硫化机 两辊式开炼机 马头牌JYT-架盘药物天平
生产厂家 无锡市第一橡塑有限公司 无锡市第一橡塑有限公司 上海医用激光仪器厂
实验基础配方
LOGO
LOGO
60
泡沫塑料的硬度
40
20
0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
DCP的用量
通过对实验制品硬度的测试，得知DCP的 用量增加泡沫塑料硬度增加，交联剂的量影响泡 沫塑料的发泡质量，导致没有完全发泡，以至于 塑料泡沫的硬度比较大
发泡时间对塑料表观密度的影响
LOGO
1.0
0.8
表观密度
0.6
0.4
0.2
通过左图可知时间充足时发泡剂分解更为 充分，降低泡沫表观密度。但时间太长，材料可 能发生部分分解，熔体强度有所下降，部分泡沫 发生塌陷和合并，表观密度有所增加。
0.0 0 2 4 6 8 10
发泡时间
发泡温度对表观密度的影响
LOGO
0.20 0.18 0.16 0.14
0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 165
LOGO
实验表明在170到180摄氏度范围内，随着 温度升高，泡沫表观密度逐渐下降。温度升高， 使得熔体的粘度有所下降，也加快了发泡剂的分 解速度，增加了发气量，泡沫塑料的表观密度下 降。但温度不能太高，否则熔体粘度下降较多， 发泡剂分解太快，气体容易冲破泡壁，泡孔发生 塌陷和合并现象。
表观密度
170
175
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姓名：陆朋 学号：1132402111 学院：徐州工业职业技术学院 班级：高分子加工111
HDPE模压发泡配方工艺的研究
LOGO
高密度聚乙烯（HDPE)模压发泡配方与工艺,用模压法发泡法制备 高密度聚乙烯的发泡材料，研究了偶氮二甲酰胺（AC)发泡剂的用量， 过氧化二异丙苯（DCP）交联剂的用量及模压发泡工艺条件对高密度 聚乙烯发泡的表观密度，硬度的影响。结果表明：在一定范围内， AC的用量增加对HDPE发泡材料的密度先下降后增加。DCP的用量在 0.1到0.3份，易于发泡，硬度小。发泡时间为10min时泡沫表观密度 降低，延长发泡时间，表观密度变化较小。在0MPa到10MPa内，模 压压力增加，泡沫表观密度下降。在温度170到180℃内，温度升高， 泡沫密度下降。
发泡剂量
DCP用量，对发泡倍率的影响
LOGO
5
4
发泡倍率
3
2
实验中DCP交联剂的变化对，HDPE的模 压发泡有影响，交联剂增加时，过多，难混炼， 不容易下辊，影响发泡，交联剂的用量在0.3左右， 发泡质量较好。
1
0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
DCP的用量
DCP的用量对泡沫塑料硬度的影响
AC的用量对泡沫塑料的表观密度影响
LOGO
0.5
0.4
表观密度
0.3
0.2
0.1
0.0 0 2 4 6 8
AC发泡剂为变量，发泡剂的用量分别是2 份，4份，6份时，发泡材料的表观密度分别为 0.49克每立方厘米，0.21克每立方厘米，0.30克 每立方厘米，随着AC量的增加，变观密度先增加 后减少，这是因为随着AC增加，分解产生的气体 量增加泡壁尚能承受气体压力，泡沫的表观密度 下降。但是AC发泡剂用量太大时，产生过量的气 体，气体压力超过了泡壁的承受压力，气体冲破 泡壁，发生气泡塌陷和合并现反而增加了泡沫的 表观密度