[发明专利]一种聚乙烯发泡材料及其制备方法

说明书

本发明属于环保材料领域，尤其涉及一种聚乙烯发泡材料及其制备方法。所述聚乙烯发泡材料包括如下原料：LDPE，发泡剂，交联剂和由木质素磺酸钠改性的壳聚糖；其中，所述由木质素磺酸钠改性的壳聚糖是由木质素磺酸钠在酸性条件下对壳聚糖进行改性得到的。本发明提供的聚乙烯发泡材料，由木质素磺酸钠改性的壳聚糖结合交联剂、发泡剂及少量的LDPE，各原料之间发挥协同作用，在降低LDPE用量的前提下，制得的发泡材料不仅化学性能稳定，而且力学性能优异，可回收再利用，易降解。此外，壳聚糖、木质素磺酸钠均来源广泛，获取容易，成本低廉。

技术领域

本发明属于环保材料领域，尤其涉及一种聚乙烯发泡材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯发泡材料是一种使用广泛的缓冲材料，具有密度小，化学性能稳定，不易受腐蚀，耐摩擦，加工性能好，易于成型等特点。聚乙烯发泡材料广泛用于精密仪器仪表、家用电器、玻璃、陶瓷制品、工艺品等的缓冲包装，还可制成冷冻食品和热食品的绝热容器等。

低密度聚乙烯发泡材料一般是采用低密度聚乙烯(LDPE)为基材，添加少量的助剂及发泡剂制备而成，其中的主要成分是聚乙烯(polyethylene，简称PE)，低密度聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。当前生产乙烯的主要原料是石脑油，石脑油又称化工轻油，是以原油为原料加工生产的用于化工原料的轻质油。由于我国资源处于少油、缺气、富煤的格局，因此石脑油供应非常紧张，需依靠进口石脑油来弥补国内市场缺口。

因此，研发一种能够降低低密度聚乙烯发泡材料中聚乙烯的用量，同时保证材料原有性能的节能环保型聚乙烯发泡材料是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

为克服现有的低密度聚乙烯发泡材料存在起始原料石脑油短缺的缺陷，本发明提供了一种能显著降低聚乙烯发泡材料中聚乙烯用量、且达到与原有的聚乙烯发泡材料性能相似的节能环保型聚乙烯发泡材料及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种聚乙烯发泡材料，包括如下重量份数的原料：LDPE 5-10份，发泡剂2-4份，交联剂0.4-1份和由木质素磺酸钠改性的壳聚糖100-110份；

其中，所述由木质素磺酸钠改性的壳聚糖是由木质素磺酸钠在酸性条件下对壳聚糖进行改性得到的。

发明人经大量的实验研究发现，在酸性条件下，木质素磺酸钠中的磺酸基与壳聚糖中的羟基反应生成酯基，可实现木质素磺酸钠对壳聚糖的改性，且改性后的壳聚糖具有很好的分散性，无须分离纯化，可直接与其他原料混合进行发泡。由木质素磺酸钠改性的壳聚糖结合交联剂、发泡剂及少量的LDPE，各原料之间发挥协同作用：降低LDPE用量(现有的聚乙烯发泡材料中LDPE的用量至少在25wt％以上)，且制得的发泡材料不仅化学性能稳定，而且力学性能优异：与现有技术相比，其拉伸强度提升了一倍以上，断裂伸长率提升了25％以上，热粘抗拉强度提升了45％以上。此外，壳聚糖、木质素磺酸钠均来源广泛，获取容易，成本低廉。

本发明中提供的聚乙烯发泡材料，通过添加木质素磺酸钠改性的壳聚糖，可降低LDPE用量、降低发泡温度，提升发泡材料的力学性能；此外，该聚乙烯发泡材料还可回收再利用，易降解，对环境友好。

可选地，上述由木质素磺酸钠改性的壳聚糖的制备方法包括如下步骤：

将木质素磺酸钠在酸性水溶液中于50℃-60℃加热处理1h-2h后，加入壳聚糖并搅拌4h-5h后，冷却，即得木质素磺酸钠改性后的壳聚糖。

通过限定木质素磺酸钠在酸性水溶液中加热处理的温度及时间，可根据需要调节制得的聚乙烯发泡材料的泡孔直径及回弹性。

可选地，上述壳聚糖与木质素磺酸钠的质量比为1:(2-3)。

通过限定木质素磺酸钠与壳聚糖的质量比，可进一步提高制得的聚乙烯发泡材料的力学性能。