本發明涉及一種PE發泡板材及其制備方法，具體涉及一種丁苯橡膠抗紫外線PE發泡板材及其制備方法。
背景技術：
高分子發泡板材，是以塑料或橡膠為基本組分并含有大量氣泡的聚合物材料。它具有很多優良的性能, 如質輕、絕熱、吸音、比強度高等優點，因而在工業、農業、建筑、交通運輸等領域得到了廣泛應用。高分子發泡板材自問世以來, 其用途日益廣泛, 品種不斷豐富, 其中PE發泡板材是較為常見的一種高分子發泡板材，其具有獨特的優越性，表面吸水率低，防滲透性能好，化學性能穩定，不易受腐蝕，加工性能好，易于成型；價格較便宜。
近年來，隨著國家大力發展環保節能材料，PE發泡板材得到快速發展，市場上出現了種類繁多、性能各異的PE發泡板材。但是目前國內生產的PE發泡板的光穩定性能和抗紫外線性能與國外PE發泡板的性能相比較，仍存在著較大的差距。
曾安然、李云龍等人在其《苯乙烯接枝纖維素晶須增強LDPE復合材料的性能研究》一文中采用乳液聚合法制備苯乙烯接枝纖維素晶須，并將其用于增強低密度聚乙烯（LDPE），使得復合材料的拉舍強度、結晶溫度和熱穩定性提高，但是對復合材料的保溫隔熱性能和吸音隔音性能的提高不明顯。
因此，本發明采用竹屑、丁苯橡膠、絲瓜絡酸解法制得纖維素晶須，然后將二氧化硅、鐵礬土、珍珠石粘土礦物引入到纖維素晶須中制備氣凝膠，可以改變纖維素氣凝膠的結構并提高維素氣凝膠，如力學性能，耐熱性能等，然后采用乳液聚合法制備苯乙烯接枝復合纖維氣凝膠，再將制得的苯乙烯接枝復合纖維氣凝膠加入到發泡體系中，不僅可以顯著提高發泡材料的機械性能和熱穩定性能，還可以明顯提高發泡材料的保溫隔熱性能和吸音隔音性能。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種丁苯橡膠抗紫外線PE發泡板材及其制備方法。
為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：
一種丁苯橡膠抗紫外線PE發泡板材，由下重量份的原料制成：低密度聚乙烯67～78、丙烯酸酯橡膠35～48、氯化聚乙烯28～40、鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯13～21、雙叔丁基過氧異丙基苯2～4、三烯丙基異氰脲酸酯1～3、雙乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪1～3、二氧化硅4～8、絲瓜絡16～24、鐵礬土2～5、石蠟油10～15、甘油4～7、竹屑32～44、納米二氧化鈦5～10、納米高嶺石17～24、丁苯橡膠36～49、對甲苯亞磺酸鋅4～8、珍珠石5～10、胡莫柳酯5～8、甲基丙烯酸鎂3～5。
一種丁苯橡膠抗紫外線PE發泡板材的制備方法，包括以下步驟：
（1）將竹屑、丁苯橡膠、絲瓜絡混合均勻，干燥至恒重，分別進行切、碾、粉碎，過篩；然后按照固液比1:22～26將過篩后的粉末加入到摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液中，油浴加熱至110～120℃，在5000～7000r/min的轉速下球磨10～20min，過濾，洗滌至中性，烘干；然后按照固液比1:12～16將烘干后的粉末加入到體積分數為40%的硫酸-鹽酸混合酸溶液中，硫酸與鹽酸的比例是2～4∶1，水浴加熱至60～70℃，在400～600W的功率下超聲處理1～2h，再在1500～2500r/min的轉速下離心處理40～50min，倒出上清液后殘渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，得纖維素晶須；最后將得到的纖維素晶須加水攪拌制成質量分數為40～45%的懸濁液，在2000～4000r/min的轉速下球磨處理4～5h，再在450～650W的功率下超聲處理10～15min，得纖維素晶須分散液；
（2）將二氧化硅、鐵礬土、珍珠石混合均勻，粉碎，過篩，然后將過篩后的粉末加水制成質量分數為45～50%的漿液，在300～600W的功率下微波處理15～30min，再在3000～5000r/min的轉速下球磨處理2～4h，得復合膠體；
（3）將步驟（1）制得的纖維素晶須分散液與步驟（2）制得的復合膠體混合，充分攪拌均勻，在-65～-45℃ 溫度下冷凍2～5h ，隨后在-30～-15℃ 溫度下冷凍干燥 24～48h，粉碎，過篩，得復合纖維素氣凝膠粉末；
（4）將上述制得的復合纖維素氣凝膠粉末超聲分散于相當于復合氣凝膠粉末質量10～12倍量的水中，再在攪拌下加入相當于復合氣凝膠粉末質量45～50%的苯乙烯、6～9%的碳酸氫鈉和1～1.5%的十二烷基苯磺酸鈉，攪拌均勻后在N2保護下，加入過硫酸鉀作為引發劑，其質量分數為苯乙烯和十二烷基苯磺酸鈉總用量的0.3～0.4%，水浴加熱至65～75℃，攪拌反應3～6h，離心分離并水洗，烘干，即得苯乙烯接枝復合纖維素氣凝膠；
（5）將步驟（4）制得的苯乙烯接枝復合纖維素氣凝膠與低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡膠、氯化聚乙烯、石蠟油、對甲苯亞磺酸鋅、甲基丙烯酸鎂、甘油、納米高嶺石一同加入到高速攪拌機中，攪拌至物料溫度達到70～80℃時,再加入余下原料，繼續攪拌至物料溫度達到80～90℃，停止攪拌，待物料冷卻降溫至40～50℃時出料，然后將物料投入到雙螺桿擠出機中熔融共混，雙螺桿擠出機各段溫度設定分別為：一區140～160℃、二區150～170℃、三區160～180℃、四區170～190℃、機頭165～185℃，然后擠出切粒；
（6）將步驟（5）制得的物料加入到注塑成型機中注塑成型，注塑溫度為175～195℃，注塑壓力為5～7MPa，注射時間為5～6s，保壓時間為2～3s；
（7）將成型后的板材放入超臨界CO2發泡高壓釜進行發泡，發泡溫度為100～120℃，發泡壓力為21～24MPa，保壓時間為4～7h，即得所需的PE發泡板材。
本發明的有益效果：
（1）本發明采用竹屑、丁苯橡膠、絲瓜絡酸解法制得纖維素晶須，然后將二氧化硅、鐵礬土、珍珠石粘土礦物引入到纖維素晶須中制備氣凝膠，可以改變纖維素氣凝膠的結構并提高維素氣凝膠，如力學性能，耐熱性能等，然后采用乳液聚合法制備苯乙烯接枝復合纖維氣凝膠，再將制得的苯乙烯接枝復合纖維氣凝膠加入到發泡體系中，不僅可以顯著提高發泡材料的機械性能和熱穩定性能，還可以明顯提高發泡材料的保溫隔熱性能和吸音隔音性能；
（2）本發明通過低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡膠、氯化聚乙烯三種橡膠相互復合，并加入鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯、納米二氧化鈦、胡莫柳酯等原料，使得PE發泡板材具有很好的抗紫外性、光穩定性、耐天候性和耐老化性。
具體實施方式
一種丁苯橡膠抗紫外線PE發泡板材，由下重量（kg）的原料制成：低密度聚乙烯72、丙烯酸酯橡膠41、氯化聚乙烯34、鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯17、雙叔丁基過氧異丙基苯3、三烯丙基異氰脲酸酯2、雙乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪2二氧化硅6、絲瓜絡20、鐵礬土3.5、石蠟油12、甘油6、竹屑38、納米二氧化鈦7、納米高嶺石21、丁苯橡膠42、對甲苯亞磺酸鋅6、珍珠石8、胡莫柳酯7、甲基丙烯酸鎂4。
一種丁苯橡膠抗紫外線PE發泡板材的制備方法，包括以下步驟：
（1）將竹屑、丁苯橡膠、絲瓜絡混合均勻，干燥至恒重，分別進行切、碾、粉碎，過篩；然后按照固液比1:22～26將過篩后的粉末加入到摩爾濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液中，油浴加熱至110～120℃，在5000～7000r/min的轉速下球磨10～20min，過濾，洗滌至中性，烘干；然后按照固液比1:12～16將烘干后的粉末加入到體積分數為40%的硫酸-鹽酸混合酸溶液中，硫酸與鹽酸的比例是2～4∶1，水浴加熱至60～70℃，在400～600W的功率下超聲處理1～2h，再在1500～2500r/min的轉速下離心處理40～50min，倒出上清液后殘渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，得纖維素晶須；最后將得到的纖維素晶須加水攪拌制成質量分數為40～45%的懸濁液，在2000～4000r/min的轉速下球磨處理4～5h，再在450～650W的功率下超聲處理10～15min，得纖維素晶須分散液；
（2）將二氧化硅、鐵礬土、珍珠石混合均勻，粉碎，過篩，然后將過篩后的粉末加水制成質量分數為45～50%的漿液，在300～600W的功率下微波處理15～30min，再在3000～5000r/min的轉速下球磨處理2～4h，得復合膠體；
（3）將步驟（1）制得的纖維素晶須分散液與步驟（2）制得的復合膠體混合，充分攪拌均勻，在-65～-45℃ 溫度下冷凍2～5h ，隨后在-30～-15℃ 溫度下冷凍干燥 24～48h，粉碎，過篩，得復合纖維素氣凝膠粉末；
（4）將上述制得的復合纖維素氣凝膠粉末超聲分散于相當于復合氣凝膠粉末質量10～12倍量的水中，再在攪拌下加入相當于復合氣凝膠粉末質量45～50%的苯乙烯、6～9%的碳酸氫鈉和1～1.5%的十二烷基苯磺酸鈉，攪拌均勻后在N2保護下，加入過硫酸鉀作為引發劑，其質量分數為苯乙烯和十二烷基苯磺酸鈉總用量的0.3～0.4%，水浴加熱至65～75℃，攪拌反應3～6h，離心分離并水洗，烘干，即得苯乙烯接枝復合纖維素氣凝膠；
（5）將步驟（4）制得的苯乙烯接枝復合纖維素氣凝膠與低密度聚乙烯、丙烯酸酯橡膠、氯化聚乙烯、石蠟油、對甲苯亞磺酸鋅、甲基丙烯酸鎂、甘油、納米高嶺石一同加入到高速攪拌機中，攪拌至物料溫度達到70～80℃時,再加入余下原料，繼續攪拌至物料溫度達到80～90℃，停止攪拌，待物料冷卻降溫至40～50℃時出料，然后將物料投入到雙螺桿擠出機中熔融共混，雙螺桿擠出機各段溫度設定分別為：一區140～160℃、二區150～170℃、三區160～180℃、四區170～190℃、機頭165～185℃，然后擠出切粒；
（6）將步驟（5）制得的物料加入到注塑成型機中注塑成型，注塑溫度為175～195℃，注塑壓力為5～7MPa，注射時間為5～6s，保壓時間為2～3s；
（7）將成型后的板材放入超臨界CO2發泡高壓釜進行發泡，發泡溫度為100～120℃，發泡壓力為21～24MPa，保壓時間為4～7h，即得所需的PE發泡板材。
上述實施例制得的PE發泡板材的各項性能與國外PE發泡板材的性能對比如下表所示：