[0008] 本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种双峰高密度聚乙烯纳米孔发泡2
材料及其制备方法，制备得到的发泡材料的冲击强度在60KJ/m以上，拉伸强度在90MPa以上，且生产成本低、操作简单、泡孔均匀。
[0009] 发明人等经过深入研究，最终发现：通过采用分子量分布曲线呈现两个峰值、且其高分子量部分和低分子量部分在分子级别上实现了均匀混合的双峰高密度聚乙烯树脂，采用注塑成型工艺制备得到含有大量shish‑kebab晶体的制品，利用超临界二氧化碳物理发泡方法，调控发泡阶段的温度、压力、时间和卸压速率，得到平均泡孔直径为50‑1000nm的双峰高密度聚乙烯纳米孔发泡材料，从而最终完成了本发明。
[0010] 即，一种双峰高密度聚乙烯纳米孔发泡材料，其特征在于，双峰高密度聚乙烯纳米孔发泡材料由双峰高密度聚乙烯组合物发泡得到，该组合物包含双峰高密度聚乙烯，所述双峰高密度聚乙烯纳米孔发泡材料的平均泡孔孔径为50‑1000nm，平均泡孔密度≥10 3
10 cells/cm。
[0011] 双峰高密度聚乙烯组合物包含双峰高密度聚乙烯，作为优选，所述双峰高密度聚乙烯为带支链双峰高密度聚乙烯，所述双峰高密度聚乙烯重均分子量为200000‑1000000，分子量分布为24‑60，高分子量部分的重均分子量为800000‑1500000，质量含量为5‑60％，低分子量部分的重均分子量为20000‑200000，质量含量为40‑95％。
[0012] 所述带支链双峰高密度聚乙烯的支链所在位置，通常在高分子量部分，其支链类型可以为乙基、丁基或己基中的一种，优选为乙基或丁基中的一种，更优选丁基。支链长度增加会延长伸直链构象的回复时间，有利于shish晶体的生成，增加shish‑kebab晶体的含量，发泡过程中shish‑kebab晶体的空间限制作用有利于形成纳米孔的泡孔结构，提升孔密度，最终提升制品力学性能，但支链长度过长会影响shish晶体的结构完善程度，影响纳米孔的形成，影响制品力学性能，因此优选上述支链类型。
[0013] 所述的双峰高密度聚乙烯高分子量部分的支链含量并无特别限定，通常，双峰高密度聚乙烯中高分子量部分支链含量为每一万个碳原子含有3‑60个支链，更优选含有10‑30个支链。支链含量增加会延长伸直链构象的回复时间，有利于shish晶体的生成，增加shish‑kebab晶体的含量，发泡过程中shish‑kebab晶体的空间限制作用有利于形成纳米孔的泡孔结构，提升孔密度，最终提升制品力学性能，但支链含量过高会影响shish晶体的结构完善程度甚至使shish晶体不能形成进而影响后续发泡材料的形貌和力学性能，例如不能得到纳米孔只能得到微米孔，因此优选上述支链含量范围。
[0014] 作为优选，高分子量部分的重均分子量为1000000‑1200000，质量含量为20‑40％，低分子量部分的重均分子量为40000‑60000，质量含量为60‑80％。双峰高密度聚乙烯的高分子量部分主要形成shish晶体，低分子量部分主要形成kebab晶体和其它片晶。在上述质量含量比例、分子量情况下，双峰高密度聚乙烯能实现高分子量部分和低分子量部分在分子级别上的均匀混合，并且更有利于shish‑kebab晶体的形成和发泡过程中纳米孔的形成，提高发泡制品力学性能的同时更大程度地兼顾发泡的高效性，因此优选。
[0015] 作为优选，所述双峰高密度聚乙烯组合物中还含有纳米材料，纳米材料的类型并无特别限定，通常可以为碳纳米管、甲壳素纳米晶、纤维素纳米晶中的一种或多种。此类纳米材料的加入，诱导双峰高密度中聚乙烯shish晶体的形成，为后续纳米孔的形成提供良好条件。纳米材料的添加量并无特别限定，通常为双峰高密度聚乙烯的0.1‑3wt％。
[0016] 作为优选，双峰高密度聚乙烯组合物还可以含有助剂，助剂类型并无特别限定，可以为抗老化剂、热稳定剂、抗菌剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂和辐射稳定剂中的一种或多种。助剂的添加量并无特别限定，通常为双峰高密度聚乙烯的0.01‑2wt％，在此范围内，助剂能起到应有的作用，而且不会影响制品的结构和力学性能。
[0017] 所述双峰高密度聚乙烯纳米孔发泡材料的制备方法，其具体步骤如下：
[0018] (1)首先，将双峰高密度聚乙烯组合物的各种原料采用计量加料的方式加入到挤出机中，在挤出机中进行共混并混合均匀后，在注塑机中注塑得到双峰高密度聚乙烯组合物；
[0019] (2)将步骤(1)得到的双峰高密度聚乙烯组合物加入到高压釜中，升温至饱和温度，饱和温度为100‑130℃，充入二氧化碳至饱和压力，饱和压力为15‑32MPa，在饱和温度和饱和压力下，静置60‑480min，然后将高压釜卸压，卸压速率为50‑400MPa/s，最后将高压釜冷却，冷却温度为5‑60℃，冷却时间为5‑20min。
[0020] 上述步骤(1)中，双峰高密度聚乙烯组合物的形状并无特别限定，可以为棒、片材和板材中的一种。
[0021] 通过在饱和温度和饱和压力下的静置，使超临界二氧化碳扩散进入聚乙烯中并溶解非晶区，然后通过卸压，使二氧化碳从双峰高密度聚乙烯基体逸出进而发泡，最后将反应釜冷却使泡孔定型。
[0022] 作为优选，本发明中混合过程所用的挤出机为双螺杆挤出机，可以列举为平行异向双螺杆挤出机、平行同向双螺杆挤出机、锥形双螺杆挤出机等，优选平行同向双螺杆挤出机，平行同向双螺杆挤出机混合效果好，没有分离力导致的压延效应，因此优选。
[0023] 作为优选，本发明中挤出后的双峰高密度聚乙烯制品注塑过程中选用50‑90MPa的注塑压力制成材料，优选60‑80MPa，在此压力范围内能保证注塑材料中shish‑kebab晶体的形成。
[0024] 作为优选，饱和温度为105‑120℃，在此温度范围内，能保证双峰高密度聚乙烯发泡材料的泡孔尺寸在纳米级，超临界二氧化碳在体系中的溶解度保持在较高的水平，且能最大程度的保留注塑后的晶体结构，因此优选。
[0025] 作为优选，饱和压力为20‑32MPa，在此压力范围内，能保证超临界二氧化碳在体系中的溶解度保持在较高的水平，有助于形成大量的成核点，降低成核能垒，发泡材料的泡孔尺寸在纳米尺度，泡孔尺寸均匀，因此优选。
[0026] 作为优选，恒温恒压时间为100‑180min，在此时间范围内，能保证超临界二氧化碳在体系中充分饱和并最大程度兼顾发泡效率，因此优选。
[0027] 作为优选，卸压速率为200‑400MPa/s，在此速率范围内，能形成大量的成核位点，制品的泡孔尺寸均匀、力学性能优异，因此优选。
[0028] 作为优选，卸压后的冷却温度为30‑60℃，冷却时间为10‑18min，在此冷却温度和时间范围内，能保证双峰高密度聚乙烯发泡制品充分的结晶，提升制品的力学性能，同时最大程度的兼顾发泡效率，因此优选。
[0029] 本发明的双峰聚乙烯发泡制品，拉伸强度≥90MPa、冲击性能≥60KJ/m2。本发明中测试材料拉伸性能、冲击性能测试分别是按照国标GB/T 1040.1‑2006、GB/T 1843‑2008进行的。
[0030] 本发明产品的泡孔尺寸在纳米级，泡孔均匀，所以可以作为热阻隔材料；本发明通过采用双峰高密度聚乙烯以及合适的加工工艺参数，最大程度地保留了原有的注塑晶体结构，提升了发泡材料的力学性能，所以可以用作抗震材料。
