本發(fā)明涉及聚乙烯，具體涉及一種聚乙烯改性發(fā)泡棉及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、交聯(lián)聚乙烯泡棉材料是一種介于軟質(zhì)(聚氨酯)和硬質(zhì)(聚苯乙烯)泡棉材料之間的閉孔結(jié)構(gòu)的新型發(fā)泡塑料，具有優(yōu)越的強(qiáng)韌性、彈性、撓曲性、耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性、耐低溫性和絕緣性好等一系列特性，可作為良好的絕緣、絕熱、防震及浮力材料。高強(qiáng)度聚乙烯發(fā)泡產(chǎn)品廣泛用于機(jī)械減震、地墊、汽車(chē)內(nèi)飾、電子設(shè)備等領(lǐng)域，隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度提出了更高要求。

2、輻射交聯(lián)聚乙烯泡棉(ixpe)材料是以低密度聚乙烯(ldpe)為主要原料，發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺(ac)等多種化工原料，經(jīng)混煉造粒、擠出加工、輻射交聯(lián)、發(fā)泡成型的一種高溫發(fā)泡制得高分子泡沫材料，其表面光潔、泡孔密閉、細(xì)膩且均勻、不吸水、環(huán)保、重量輕，成本低，同時(shí)密封緩沖性能優(yōu)良，具有高形狀回復(fù)能力，高緩沖減震能力。但是現(xiàn)有的輻射交聯(lián)聚乙烯泡棉產(chǎn)品無(wú)法起到消除電磁波的作用，且現(xiàn)有的輻射交聯(lián)聚乙烯泡棉是一種閉孔材料，不具備吸波功能。

3、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其用途也多樣化，需要?jiǎng)?chuàng)新改進(jìn)開(kāi)發(fā)出輻射交聯(lián)聚乙烯泡棉產(chǎn)品，不僅重量輕、成本低、具有高緩沖減震能力，而且具有良好的電磁屏蔽性能和吸波功能。

4、為了解決上述問(wèn)題，cn107540959a公開(kāi)了一種多功能泡棉片材及其制備方法，其包括如下步驟：s1：將原料進(jìn)行造粒得到配方粒子，s2：將配方粒子進(jìn)行擠片，擠出同時(shí)，進(jìn)行一定的縱向拉伸和橫向拉伸，縱向拉伸比為1.0-4.0，橫向拉伸比為1.0-3.0，s3：采用電子束輻射交聯(lián)，輻射交聯(lián)的電子能量為0.5mev-2.5mev，s4：進(jìn)行自由式發(fā)泡，發(fā)泡溫度為160℃-400℃，s5：采用連續(xù)精密切割將基材厚度切割成小于其平均孔徑的大小，泡棉片材厚度小于0.3mm，其在厚度方向呈蜂窩板狀，其結(jié)構(gòu)中具有沿厚度方向的通孔，其通孔率為20％-60％，s6：采用化學(xué)鍍、磁控濺射或者電鍍方式中的一種或者多種，將鍍層材料附著在泡棉片材表面，形成多功能鍍層。其厚度低于0.3mm，質(zhì)量輕，密封緩沖性能優(yōu)良，具有高形狀回復(fù)能力，高緩沖減震能力，能導(dǎo)熱導(dǎo)電，并且電磁屏蔽效果較好，其能滿(mǎn)足電子產(chǎn)品對(duì)輔材越來(lái)越高的要求，但上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問(wèn)題：(1)對(duì)環(huán)境污染比較大，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，工藝成本較高，泡棉的發(fā)泡密度高；(2)泡棉的電磁屏蔽性能和吸波性能尚待改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種聚乙烯改性發(fā)泡棉及其制備方法和應(yīng)用，制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣，具有較好的力學(xué)性能，回彈性好，耐熱、抗菌和阻燃性能佳，電磁屏蔽性能好，能夠廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，可靠性高。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明提供一種聚乙烯改性發(fā)泡棉的制備方法，通過(guò)溶膠凝膠反應(yīng)制備al2o3/tio2復(fù)合微球，表面包覆褶皺氧化石墨烯后與對(duì)苯二胺和碳纖維偶聯(lián)，還原，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑改性，加入低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、敏化劑、聚乙烯蠟和改性微球開(kāi)煉，然后加入發(fā)泡劑和交聯(lián)劑，加熱交聯(lián)，發(fā)泡，冷卻，制得聚乙烯改性發(fā)泡棉。

3、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，包括以下步驟：s1.?al2o3/tio2復(fù)合微球的制備：將異丙醇鋁和鈦酸四丁酯溶于乙酸乙酯中，滴入氨水中，加入乳化劑乳化，離心，洗滌，干燥，煅燒，制得al2o3/tio2復(fù)合微球；s2.?對(duì)苯二胺改性對(duì)苯二胺改性褶皺氧化石墨烯包覆微球的制備：將氧化石墨烯加入水中，加入al2o3/tio2復(fù)合微球、對(duì)苯二胺和氨水，攪拌混合反應(yīng)，噴霧干燥，制得對(duì)苯二胺改性褶皺氧化石墨烯包覆微球；s3.?褶皺氧化石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維復(fù)合物包覆微球的制備：將碳纖維加入硝酸中，攪拌處理，離心，洗滌，干燥，產(chǎn)物加入水中，加入對(duì)苯二胺改性褶皺氧化石墨烯包覆微球和亞硝酸鈉，滴加鹽酸，加熱回流反應(yīng)，離心，洗滌，干燥，制得褶皺氧化石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維復(fù)合物；s4.?褶皺石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維包覆微球的制備：將褶皺氧化石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維復(fù)合物經(jīng)過(guò)水合肼蒸汽還原，制得褶皺石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維包覆微球；s5.?改性：將褶皺石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維包覆微球加入乙醇中，加入硅烷偶聯(lián)劑，加熱攪拌反應(yīng)，離心，洗滌，干燥，制得改性微球；s6.?聚乙烯改性發(fā)泡棉的制備：將低密度聚乙烯開(kāi)煉融化，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，攪拌混合均勻，加入敏化劑、聚乙烯蠟和改性微球開(kāi)煉，然后加入發(fā)泡劑和交聯(lián)劑，加熱交聯(lián)，發(fā)泡，冷卻，制得聚乙烯改性發(fā)泡棉。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s1中所述異丙醇鋁、鈦酸四丁酯、乳化劑的質(zhì)量比為12-15:7-10:0.5-1，所述氨水的濃度為10-15wt%，所述煅燒的溫度為400-600℃，時(shí)間為1-3h，所述乳化劑選自吐溫-20、吐溫-40、吐溫-60、吐溫-80、吐溫-85中的至少一種。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s2中所述氧化石墨烯、al2o3/tio2復(fù)合微球、對(duì)苯二胺和氨水的質(zhì)量比為3-5:10:4-6:7-10，所述攪拌混合反應(yīng)的溫度為90-100℃，時(shí)間為6-8h。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s3中所述碳纖維、對(duì)苯二胺改性褶皺氧化石墨烯包覆微球、亞硝酸鈉、鹽酸的質(zhì)量比為2-3:10:0.5-1:2-4，所述鹽酸的濃度為1-3mol/l，所述硝酸的濃度為20-30wt%，所述加熱回流反應(yīng)的時(shí)間為2-3h。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s4中所述還原的時(shí)間為7-10h。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s5中所述褶皺石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維包覆微球、硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為10:2-3，所述硅烷偶聯(lián)劑為kh570、a151、a171中的至少是一種，所述加熱攪拌反應(yīng)的時(shí)間為35-45℃，時(shí)間為1-2h。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟s6中所述低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、敏化劑、聚乙烯蠟、改性微球、發(fā)泡劑和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為90-100：8-10：1-2：1-2：10-12：3-4:0.5-1，所述加熱交聯(lián)的溫度為130-140℃，時(shí)間為1-3h，所述發(fā)泡的條件為180-190℃發(fā)泡7-10min，所述發(fā)泡劑為4,4-氧代雙苯磺酰肼，所述交聯(lián)劑為過(guò)氧化二異丙苯。

10、本發(fā)明進(jìn)一步保護(hù)一種上述的制備方法制得的聚乙烯改性發(fā)泡棉。

11、本發(fā)明進(jìn)一步保護(hù)一種上述聚乙烯改性發(fā)泡棉在電子產(chǎn)品材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。

12、本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明通過(guò)溶膠凝膠反應(yīng)制備了一種氧化鋁和氧化鈦復(fù)合物納米微球，加入聚乙烯改性發(fā)泡棉中大大提高了泡綿的耐熱、阻燃、電磁屏蔽和抗菌性能，作為電子產(chǎn)品材料，大大提高了產(chǎn)品的可靠性。但是，直接將該復(fù)合物納米微球加入聚乙烯改性發(fā)泡棉中，往往存在納米微球的表面效應(yīng)容易團(tuán)聚，在基材中分布不均勻，極大影響材料的力學(xué)性能，使得應(yīng)用面受限，且氧化物材料的電磁屏蔽性能有限。

13、因此，本發(fā)明在制得的al2o3/tio2復(fù)合微球表面通過(guò)噴霧干燥包覆一層褶皺氧化石墨烯，褶皺結(jié)構(gòu)破壞了石墨烯的有序結(jié)構(gòu)，大大提高了其在基材中的分散性和相容性，改善了力學(xué)性能。但是，其電磁屏蔽性能由于收到氧化結(jié)構(gòu)的影響，仍并不好。

14、于是，發(fā)明人通過(guò)對(duì)苯二胺的連接作用，將氧化石墨烯和碳纖維連接形成復(fù)合物，該接枝結(jié)構(gòu)有利于碳纖維和石墨烯的分散，而且支架作用也防止了氧化石墨烯片層的重新堆疊，增加了導(dǎo)電性，提高了電磁屏蔽性能，隨后在水合肼蒸汽的還原作用下，制備得到導(dǎo)電性能更好的褶皺石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維包覆微球，但是，該微球加入基材中后，仍對(duì)材料的力學(xué)性能有少部分的負(fù)面影響。

15、于是，發(fā)明人對(duì)褶皺石墨烯-對(duì)苯二胺-碳纖維包覆微球進(jìn)行改性，將帶有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑對(duì)微球進(jìn)行改性，使得該微球帶有雙鍵，在后續(xù)交聯(lián)劑的作用下，雙鍵能夠與聚乙烯共聚，且交聯(lián)劑還能將對(duì)苯二胺聚合形成聚對(duì)苯二胺，從而使得制得的聚乙烯改性發(fā)泡棉形成了復(fù)雜的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，泡孔綿密，均勻，因此，其力學(xué)性能得到明顯改善。

16、本發(fā)明制得的聚乙烯改性發(fā)泡棉制備方法簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣，具有較好的力學(xué)性能，回彈性好，耐熱、抗菌和阻燃性能佳，電磁屏蔽性能好，能夠廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，可靠性高。