CN102134346B - 一种用于集装箱液罐袋连接法兰的复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于集装箱液罐袋连接法兰的复合材料及其制备方法，包括以下制备方法：将以重量份数计的聚乙烯60～90份、热塑性弹性体10～40份和引发剂0.1～1.0份，混合均匀后，进行交联接枝反应，共混造粒，即得到母粒料，将上述母粒料重量百分比为5～10份、90～95份的基体料聚乙烯以及0.1～0.5份的双二五混合均匀后，共混造粒。本发明连接法兰复合材料具备耐高频率的高强度冲击。
Description
技术领域
本发明涉及工业用的连接法兰材料领域，具体是一种用于集装箱液罐袋连接法兰的复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，一款从国外引进的新型散装液体运输包装--液罐袋(或称为集装箱液罐袋)在国内物流业崭露头角，呈现出迅速发展的勃勃生机。
液罐袋是一种主要采用多层共挤复合的聚乙烯薄膜(内袋)与聚丙烯编织布(外袋)制造的液体包装容器，容量可达23,000L。液罐袋在20′标准集装箱内使用，适用于盛装非危险品，以及具有流动性、常温条件下不凝固的液态物料。液罐袋使用者通常需要配置储罐，液态物料从储罐中装入液罐袋，然后从液罐袋卸入另一个储罐中。液罐袋装卸过程，通常需要“作业泵”作为辅助工具实现。
使用这种液罐袋运输，不但安全卫生，而且可以很大幅度节省物流成本。据测算，一个20′集装箱仅可装载200L铁桶80个，容积为16,000L，包装成本为0.33元/L。采用液罐袋则容积可达23,000L，包装成本下降为0.20元/L。同时，每一个20′集装箱可多装7,000L，单位运输成本可节省30％。
液罐袋使用方便，工作流程简便。液罐袋的装与卸均可单人完成；既可满足现代物流“门对门”交付方式，也能适应现代物流广为流行的集装箱运输方式；免除周转容器所需的跟踪、回空、清洗等工作量。
液罐袋在使用过程中，液体的罐装和卸料都是通过热复合在液罐袋上的连接法兰来实现的。这种连接法兰不但要保证液罐袋里的液体在运输过程中的密封不泄漏，更要承受在罐装和卸料过程中连接“作业泵”的高频率高强度的冲击而不破坏。同时为了保证与“作业泵”的连接，此连接法兰还必须具有一定的刚性和对环境具有比较高的稳定性(如对温度等的稳定性等)。
现有技术中普遍用于液罐袋连接法兰的材料是聚乙烯，但是这种未经改性的聚乙烯材料制成的连接法兰在运输过程中时常出现脆断，或在连接“作业泵”工作的时候承受不住高频率和高强度的冲击而破坏，从而造成液罐袋的泄漏、污染和损失。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于液罐袋连接法兰的复合材料及其制备方法，本发明所用复合材料是利用弹性较好的热塑性弹性体对现有技术中的聚乙烯进行接枝改性，显著改善聚乙烯材料的抗冲击和抗疲劳断裂性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于集装箱液罐袋连接法兰复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备母粒料：将以重量份数计的聚乙烯60～90份、热塑性弹性体10～40份和引发剂0.1～1.0份，混合均匀后，进行交联接枝反应，共混造粒，即得到母粒料；
(2)将上述母粒料重量百分比为5～10份和90～95份的聚乙烯混合均匀后，共混造粒。
所述步骤(1)中还添加重量百分比为3～8％的流动改性剂，所述流动改性剂包括石油树脂、聚乙烯蜡、EVA蜡或矿物石蜡。
所述步骤(1)还添加成核剂0.1～1.0份，所述成核剂包括钛白粉、滑石粉或碳酸钙中的任意一种。
所述聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯中的任意一种或以上。
所述步骤(1)中的聚乙烯为64～79份、热塑性弹性体为15～29份，引发剂为0.1～0.5份。
所述步骤(2)中母粒料为5～8份，聚乙烯为90～95份。
所述热塑性弹性体包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或乙烯-丙烯酸酯共聚物。
所述引发剂为二叔丁基过氧化物。
上述步骤(1)中的交联接枝反应和步骤(2)的共混均通过平行双螺杆挤出机进行，所述平行双螺杆挤出机的长径比在36∶1以上。
本发明步骤(1)和(2)中所用抗氧剂的添加量为百分比0.2～0.5％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明所采用的母粒料利用弹性较好的热塑性弹性体对聚乙烯进行接枝改性，显著改善聚乙烯材料的抗冲击和抗疲劳断裂性能，是一种具有刚性的增韧材料。
(2)本发明母粒料与基体聚乙烯共混具有极好的相容性，能均匀分散在聚乙烯体系中，对高频率高强度的冲击力具有吸收缓冲作用。
(3)本发明使用不同聚乙烯进行共混改性，旨在于保持改性聚乙烯材料的加工性能和使用性能，既能保持法兰的刚性又能满足法兰连接工作泵后高频的冲击。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1
将线型低密度聚乙烯(茂名乙烯生产：牌号LLDPE7042)：73.6kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：20kg、二叔丁基过氧化物：0.3kg、抗氧剂1010：0.2kg、抗氧剂168：0.4kg、滑石粉：0.5kg以及石油树脂C5：5kg，在高速搅拌机里混合均匀后，再进入平行双螺杆挤出机进行共混挤出造粒，控制各段挤出温度分别为：180℃/200℃/220℃/220℃/220℃/210℃，即得到母粒料。
将上述母粒料：5kg、线型低密度聚乙烯(埃克森-美孚生产：牌号LLDPE6101)：83.8kg、低密度聚乙烯(北京燕山生产：牌号LDPE1F7B)：10kg、以及抗氧剂1010：0.3kg、抗氧剂168：0.5kg、抗氧剂1076：0.2kg、二叔丁基过氧化物：0.3kg，在高速搅拌机里混合均匀后，再进入平行双螺杆挤出机进行共混挤出造粒，控制温度为180℃/200℃/220℃/220℃/220℃/210C，即得到液罐袋连接法兰的复合材料，将该复合材料通过注塑机注塑成标准的3寸和2寸法兰，然后在上述两种法兰上各裁取尺寸规格为200×20mm试验条。在曲折试验仪器(型号：GOTECH JT-1011-G)进行高频率的模仿耐折冲击实验，测试方法：200次/分。观察测试样条的耐折情况，包括出现应力发白的次数和完全折断的次数。详见表1
实施例2
将低密度聚乙烯(茂名乙烯生产：牌号LDPE1F7B)：78.5kg、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：16kg、二叔丁基过氧化物：0.4kg、抗氧剂1010：0.2kg、抗氧剂168：0.4kg、钛白粉：0.5kg以及聚乙烯蜡：4kg，在高速搅拌机里混合均匀后，再进入平行双螺杆挤出机进行共混挤出造粒，控制挤出温度：180C/200℃/220℃/220℃/220℃/210℃，即得到母粒料。
将上述母粒料：8kg、线型低密度聚乙烯(茂名乙烯生产：牌号LLDPE7144)：65kg、高密度聚乙烯(齐鲁石化生产：牌号7006A)：15kg、低密度聚乙烯(北京燕山生产：牌号LDPE1F7B)：12kg、以及抗氧剂1010：0.3kg、抗氧剂168：0.2kg、抗氧剂1076：0.1kg、二叔丁基过氧化物：0.3kg，在高速搅拌机里混合均匀后，再进入平行双螺杆挤出机进行共混挤出造粒，控制温度为180C/200℃/220℃/220℃/220℃/210℃，即得到液罐袋连接法兰的复合材料，将该复合材料通过注塑机注塑成标准的3寸和2寸法兰，然后在上述两种法兰上各裁取尺寸规格为200×20mm试验条。在曲折试验仪器(型号：GOTECH JT-1011-G)进行高频率的模仿耐折冲击实验，测试方法：200次/分。观察测试样条的耐折情况，包括出现应力发白的次数和完全折断的次数。详见表1。
实施例3
将高密度聚乙烯(齐鲁石化生产：牌号7006A)：64kg、乙烯-辛烯共聚物：28.1kg、二叔丁基过氧化物：0.5kg、抗氧剂1010：0.2kg、抗氧剂168：0.4kg、滑石粉：0.8kg以及石油树脂C9：6kg，在高速搅拌机里混合均匀后，再进入平行双螺杆挤出机进行共混挤出造粒，控制挤出温度：180℃/200℃/220℃/220℃/220℃/210℃，即得到母粒料。
将上述母粒料：6kg、线型低密度聚乙烯(埃克森-美孚生产：牌号LLDPE3518CB)：75kg、高密度聚乙烯(齐鲁石化生产：牌号7006A)：3.8kg、低密度聚乙烯(北京燕山生产：牌号LDPE1F7B)：14kg、以及抗氧剂1010：0.3kg、抗氧剂168：0.2kg、抗氧剂1076：0.5kg、二叔丁基过氧化物：0.2kg，在高速搅拌机里混合均匀后，再进入平行双螺杆挤出机进行共混挤出造粒，控制温度为180℃/200℃/220℃/220℃/220℃/210℃，即得到液罐袋连接法兰的复合材料，将该复合材料通过注塑机注塑成标准的3寸和2寸法兰，然后在上述两种法兰上各裁取尺寸规格为200×20mm试验条。在曲折试验仪器(型号：GOTECH T-1011-G)进行高频率的模仿耐折冲击实验，测试方法：200次/分。观察测试样条的耐折情况，包括出现应力发白的次数和完全折断的次数。详见表1。
将最接近现有技术中的用于制备集装箱液罐袋连接法兰的未改性聚乙烯材料(牌号LLDPE6201，埃克森-美孚生产)，注塑成同样的测试样条，并与上述实施例同样的条件下进行性能测试，并进行测试结果对比，见下表1：
表1
实验表明，经本发明方法改性的聚乙烯复合材料制备的液罐袋连接法兰更具有耐高频率和高强冲击的使用性能，并且在长达四年的生产和应用过程中，不但没出现过一次泄漏，而且与“工作泵”匹配工作时也无一次遭破坏。其未改性聚乙烯材料生产的连接法兰在应用中泄漏率和损坏率高到3％以上。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于集装箱液罐袋连接法兰复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制备母粒料：将以重量份数计的聚乙烯60～90份、热塑性弹性体10～40份和引发剂0.1～1.0份，混合均匀后，进行交联接枝反应，共混造粒，即得到母粒料；所述热塑性弹性体包括乙烯－醋酸乙烯酯共聚物、乙烯－辛烯共聚物或乙烯－丙烯酸酯共聚物；
（2）将上述母粒料重量百分比为5～10份和90～95份的聚乙烯混合均匀后，共混造粒。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中还添加重量百分比为3～8％的流动改性剂，所述流动改性剂包括石油树脂、聚乙烯蜡、EVA蜡或矿物石蜡。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）还添加成核剂0.1～1.0份，所述成核剂包括钛白粉、滑石粉或碳酸钙中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯中的任意一种或以上。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的聚乙烯为64～79份、热塑性弹性体为15～29份，引发剂为0.1～0.5份。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中母粒料为5～8份，聚乙烯为90～95份。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为二叔丁基过氧化物。
8.一种用于集装箱液罐袋连接法兰的复合材料，其特征在于，由权利要求1至7任意一项所述的制备方法制备而成。
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