CN102408614B - 高强度、超宽幅聚乙烯棚膜树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度、超宽幅聚乙烯棚膜树脂组合物,以线性低密度聚乙烯的重量为百分之百计,树脂组合物包括:1)100%的LLDPE;2)0.12%~0.45%的复配交联助剂(1,1-二甲基乙基-过氧化氢和2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷复配组成);3)0.015%~0.032%的过氧化二苯甲酰;4)15%~37%的PP/LLDPE共混接枝物。该组合物可以在普通吹膜机组上稳定地吹制出超宽幅棚膜(幅宽≥14m,厚度≥80μm),且薄膜产品撕裂强度高,外观基本没有“鱼眼”,可以抵御8~9级风沙,特别适合在沙尘暴频发的中西部地区铺设。本发明还进一步公开了该树脂组合物的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯棚膜树脂组合物,具体涉及用有机过氧化物微交联改性线性低密度聚乙烯(LLDPE)并加入第二组分PP/LLDPE共混接枝物,吹制出强度高、抗风沙的超宽幅棚膜树脂组合物及其制备方法。
背景技术
我国是一个农业大国,是世界上农用塑料薄膜使用量最多的国家之一,其中棚膜每年耗用量已达70万吨以上,农用棚膜在我国塑料工业中占有举足轻重的地位。近几年来,随着棚室栽培技术的发展,对棚膜使用功能的要求越来越高,已不再是单纯的蔬菜种植,而是向水果、花卉、苗圃、养鱼等众多生产领域应用延伸。这样一来普通窄幅的棚膜(幅宽4~8m)已经无法满足这种要求,为了适应这种要求,棚膜的发展正在趋于宽幅化。另外,随着人口膨胀导致的过度开发自然资源、过量砍伐森林、过度开垦土地造成地球温室效应加剧,使得我国北方地区在每年4、5月份成为沙尘暴高发期,通常瞬时风力达到7至8级。这种灾害性天气造成温室大棚出现大面积的爆棚,这对西部地区底子薄、不富裕的农民来说是一种致命的打击。
众所周知,线性低密度聚乙烯(LLDPE)是20世纪70年代开发成功以来,凭借其优异的拉伸强度、撕裂强度、耐穿刺性和相对较低的价格,被越来越多的农用棚膜生产厂家所使用。但是LLDPE呈线性结构、支链短、短支链分布宽,造成其熔体强度小,挤出出口粘度低,在吹膜成型加工中熔体垂伸性大,膜泡稳定性差,因此无法单独吹制高强度的超宽幅棚膜。目前,国内棚膜的生产主要采用LDPE专用料、LDPE/LLDPE掺混树脂为原料来生产。这方面的文献报道很多,如文献“LDPE棚膜专用树脂的加工性能”〔合成树脂及塑料,2005,22(5)〕中介绍用LDPE(LD165)与LLDPE进行掺混吹制出幅宽不低于7m,厚度不小于0.06mm的宽幅棚膜。这种方法生产出棚膜,其拉伸强度低,伸长率小,延展性差,生产劳动强度大,生产成本高。特别是横向撕裂强度小,在中国西部地区沙尘爆频发的恶劣条件下铺设时易发生爆棚现象。另外,掺混树脂牌号和比例的不同使其棚膜质量参差不齐。
现有技术中,有关通过有机过氧化物改性来改善LLDPE加工性进行挤出吹塑薄膜的报道很多。如USA4578431在LLDPE(MFR 2g/10min)中添加100~200ppm的异丙苯基过氧化物进行挤出反应,所得树脂可以吹制成25μm的薄膜。昭64-65146通过加入交联剂对高熔体流动速率(≥15g/10min)的LLDPE进行改性,在生产流延膜时产品不易卷曲,易于加工。ZL03137608.8在LLDPE(C4~C8的α烯烃共聚物)中添加二叔丁基过氧化物,在其用量为0.3~0.6wt%下进行交联挤出反应,制得一种适于吹制8000×0.08mm规格的棚膜树脂组合物。JP1113411(A)提出叔丁基过氧化物与LLDPE的正庚烷溶液中进行反应,获得加工性好的微交联LLDPE。FR19840005549采用至少一种或多种过氧化物与熔融的LLDPE反应,制备适于挤出和吹塑成型的树脂。US4614764(A)采用一种LLDPE与另一种经有机过氧化物改性的LLDPE共混,制备适于吹膜的树脂组合物。CN101538386A提出二叔丁基过氧化物DTBP和叔丁基过氧化氢TBHP复配而成,复配比例为1∶1至6∶1,其用量为500~2500ppm对LLDPE进行交联改性吹制80μm厚的棚膜。申请号200910089056.8提出了0.1~0.5%的二叔丁基过氧化氢和0.03~0.07%的过氧化二异丙苯复配而成,并且加入第二组分低压聚乙烯来吹制出强度高、幅宽8m的宽幅棚膜。
上述文献在提高树脂的熔体强度和改善其吹膜加工性能方面幅度有限,只能吹制超薄膜和普通宽幅棚膜。然而在大幅度提高LLDPE树脂熔体强度,并通过加入第二组分PP/LLDPE共混接枝物来制备撕裂强度高、“鱼眼”少、能够在中国西部地区沙尘爆频发的恶劣条件下铺设且不易发生爆棚的超宽幅棚膜(幅宽≥14m,厚度≥80μm)方面未见其相关报道。
发明内容
本发明目的是提供一种聚乙烯棚膜树脂组合物及其制备方法。该树脂组合物较LLDPE的熔体强度可提高2倍以上,能够吹制出撕裂强度高、薄膜表面“鱼眼”少、可抵御8~9级沙尘爆的超宽幅棚膜(幅宽≥14m,厚度≥80μm)。
以线性低密度聚乙烯(LLDPE)的重量为百分之百计,本发明所述的树脂组合物包括:
1)LLDPE 100%
2)复配交联助剂 0.12%~0.45%
3)过氧化二苯甲酰(BPO) 0.015%~0.032%
4)PP/LLDPE共混接枝物 15%~37%
组合物中所述的复配交联助剂为1,1-二甲基乙基-过氧化氢(TB)与2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷(BPDH)复配组成,两种交联助剂的质量比为7∶1~5∶3。
所述的PP/LLDPE共混接枝物是在引发剂的作用下将极性单体接枝到PP/LLDPE共混物上,引发剂选自过辛酸叔丁酯、过乙酸叔丁酯(TBPA)、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯、过氧化氢异丙苯、过氧化二苯甲酰或二叔丁基过氧化物(DTBP)中的一种,优选采用过氧化二异丙苯(DCP)。极性单体选自马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的一种,优选甲基丙烯酸。PP是丙烯的均聚物,可以是粉状或粒状树脂,熔体流动速率(MFR)0.5~40g/10min,密度0.900~0.921g/cm3,优选粉状聚丙烯树脂。PP/LLDPE共混物中PP与LLDPE质量比为95∶5~65∶35。
所述的PP/LLDPE共混接枝物的制备方法为:取0.02~0.12份的引发剂和丙酮按重量比为1∶2~1∶4配制成混合溶液,然后将混合溶液和PP/LLDPE共混物100份、2~9份的极性单体一起高速混合3~5min,再将混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应,反应温度170~220℃,反应时间5~12min,挤出、冷却、造粒,得到PP/LLDPE共混接枝物。
组合物中所述的LLDPE采用高效齐格勒-纳塔催化剂体系,是乙烯与1-丁烯的共聚产物,MFR:0.5~3.4g/10min;密度:0.918~0.927g/cm3;Mw:9~15×104;Mw/Mn:5~10;催化剂残余量Ti≤12ppm。所述的熔体流动速率(MFR)是在190℃,2.16Kg负荷下的测定值。
组合物中所述的LLDPE可以是粉状或粒状树脂,但为达到更好的混合效果以粉状树脂最佳。
组合物中所述的复配交联助剂为TB与BPDH进行不同比例的复配组成。其中复配交联助剂的总加入量的范围为0.12%~0.45%,两种交联助剂的最佳混合比为A/B=7∶1~5∶3。过氧化物的半衰期温度因生产商的不同而略有差别,一般TB的半衰期T=256~267℃/1min;BPDH的半衰期T=190~196℃/1min。
一般BPO的半衰期T=131~134℃/1min,其用量范围:0.015%~0.032%。对其用量需严格控制,用量不能超过0.032%,另外在组合物制备过程中加工温度不能超过230℃,反应时间不能超过20秒,否则交联度无法控制,易出现凝胶,产生较多“鱼眼”,使得超宽幅棚膜无法加工和使用,严重点会造成螺杆抱死损坏加工设备。但其加入量也不能小于0.015%,否则组合物熔体强度的提高幅度不够,达不到吹制超宽幅棚膜要求。
本发明树脂组合物的制备也可以在密炼机、捏合机中进行,但以双螺杆挤出机为最佳。
具体地,本发明提供的树脂组合物的制备方法包括:先将两种交联助剂按比例混合后加入溶剂,再加入占总量5%~10%(wt)的LLDPE,然后高速混合3~5min后,制成预混母料;然后将剩余LLDPE、预混母料及PP/LLDPE共混接枝物由加料口一起加入到挤出机中进行挤出反应,反应温度为155~200℃,反应时间为1~3min;最后将BPO与溶剂配成溶液,滴加到挤出机塑化段中,控制BPO在挤出机里的反应停留时间为10~20秒,反应温度为200~230℃,挤出、冷却、造粒。
本发明在树脂组合物的制备过程中还可加入一定量的热稳定剂和抗氧剂,其总加入量为0.1%~0.5%(以LLDPE的重量为百分之百计)。
本发明树脂组合物制备过程中,在复配交联助剂及BPO中加入溶剂,所述溶剂为甲苯、二甲苯、丙酮中的一种,其加入量为复配交联助剂或BPO重量的2~4倍。
本发明所述的组合物中,首先选择一种低活性和较高活性的过氧化物组成的复配交联体系,使基础树脂先进行预交联反应,可以有效地控制树脂的交联速率和交联程度,适度提高树脂的熔体强度,避免单一使用一种过氧化物不是出现过度交联,就是造成用量过大,这样不利于安全、环保、改性成本等问题。其次,在具有预交联结构树脂的基础上,再加入少量高活性的有机过氧化物,通过反应性挤出在反应温度和反应时间的严格控制下,再次发生微交联反应,使组合物的微交联结构呈现“阶梯式”可控、逐级放大,使得基础树脂的熔体强度显著提高,满足超宽幅棚膜对基础树脂熔体强度的要求,同时也避免因树脂的熔体强度提高幅度过大,易出现凝胶的问题。另外,第二组分PP/LLDPE共混接枝物中由于极性单体对PP、LLDPE的接枝,极大地改善两者的相容性,并且PP/LLDPE共混物与交联助剂也发生一定的交联和接枝作用,这种协同作用使得PP/LLDPE共混接枝物中的PP对棚膜的强度,特别是撕裂强度方面增强效果十分显著。此方法可以使该组合物稳定地吹制出超宽幅棚膜(厚度≥80μm,幅宽≥14m),且薄膜产品外观基本没有“鱼眼”,可以抵御8~9级风沙(风力19.2~23.7米/秒),特别适合在沙尘暴频发的中西部地区铺设。
本发明树脂组合物使得基础树脂LLDPE的微交联结构逐级放大,实现了交联度的可控,防止凝胶出现,熔体强度可以大幅地提高,同时随着第二组分PP/LLDPE共混接枝物的加入能够制备出一种“鱼眼”少、撕裂强度高、可以抵御8~9级风沙的超宽幅聚乙烯棚膜树脂组合物。本发明树脂组合物的制备方法具有流程短、工艺简单、开发成本低、开发周期短、产品质量波动小等优点。
具体实施方式
(1)原料
1)树脂
2)有机过氧化物
TB 半衰期T=264℃/1min,兰州助剂厂
BPDH 半衰期T=191℃/1min,兰州助剂厂
BPO 半衰期T=133℃/1min,兰州助剂厂
DCP 半衰期T=171℃/1min,上海昊化化工厂
DTBP 半衰期T=191℃/1min,兰州助剂厂
3)其它助剂
抗氧剂1010 瑞士汽巴公司
硬脂酸钙 重庆长江化工厂
硬脂酸锌 重庆长江化工厂
甲基丙烯酸丁酯 上海玲信化工有限公司
甲基丙烯酸 上海玲信化工有限公司
(2)性能测试标准
熔体流动速率MFR(g/10min) GB/T3682-2000
密度(g/cm3) GB/T1033-1986
薄膜拉伸强度 GB/T1040-1992
薄膜断裂伸长率 GB/T1040-1992
薄膜撕裂强度 GB/T16578
(3)设备及仪器
Φ67双螺杆挤出机长/径=34/1 德国Lestreiz公司
柱塞式计量泵 量程:0~100升/小时 美国帕斯菲德公司
10升高速混合机 阜新塑料机械厂
Φ120三层复合吹膜机 大连橡塑机械厂
实施例及对比例
列举以下实施例来说明本发明的发明效果,但是本发明的保护范围并不仅限于这些实施例,组合物中各组分以基础树脂LLDPE的重量份数计。
实施例1
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备:取0.05的DCP和0.15份的丙酮放入烧杯中混合,然后将混合溶液和80份的PP(F401)、20份的LLDPE(101AA)、4份的甲基丙烯酸一起高速混合5min,再将混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应,反应温度170~220℃,反应时间7min,挤出、冷却、造粒,得到PP/LLDPE共混接枝物a。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.09份TB和0.03份BPDH与0.3份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出16份PP/LLDPE共混接枝物a与预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.015份BPO和0.04份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应12秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例2
(一)PP/LLDPE共混接枝物b的制备:取0.09的DCP和0.2份的丙酮放入烧杯中混合,然后将混合溶液和70份的PP(F401)、30份的LLDPE(7042)、7份的甲基丙烯酸一起高速混合5min,再将混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应,反应温度170~220℃,反应时间7min,挤出、冷却、造粒,得到PP/LLDPE共混接枝物b。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.15份TB和0.08份BPDH与0.5份二甲苯溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(7042)粒料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出20份PP/LLDPE共混接枝物b与预混母料和95份LLDPE(7042)粒料树脂及0.1份抗氧剂1010、0.1份硬脂酸锌由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.02份BPO和0.04份二甲苯溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应15秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例3
(一)PP/LLDPE共混接枝物c的制备:取0.07份的DTBP和0.2份的丙酮放入烧杯中混合,然后将混合溶液和95份的PP(F401)、5份的LLDPE(101AA)、5份的甲基丙烯酸丁酯一起高速混合5min,再将混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应,反应温度170~220℃,反应时间7min,挤出、冷却、造粒,得到PP/LLDPE共混接枝物c。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.2份TB和0.1份BPDH与0.7份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出23份PP/LLDPE共混接枝物c与预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.022份BPO和0.05份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应14秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例4
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备与实施例1相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.38份TB和0.06份BPDH与0.8份丙酮溶剂混合后,然后加入7份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出25份PP/LLDPE共混接枝物a与预混母料和93份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.2份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.024份BPO和0.06份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应19秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例5
(一)PP/LLDPE共混接枝物c的制备与实施例3相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.35份TB和0.07份BPDH与1.2份丙酮溶剂混合后,然后加入7份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出27份PP/LLDPE共混接枝物a与预混母料和93份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.2份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.025份BPO和0.06份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应10秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例6
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备与实施例1相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.32份TB和0.08份BPDH与1.0份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出29份PP/LLDPE共混接枝物a将预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.026份BPO和0.07份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应17秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例7
(一)PP/LLDPE共混接枝物d的制备:取0.11份的DTBP和0.3份的丙酮放入烧杯中混合,然后将混合溶液和65份的PP(F401)、35份的LLDPE(7042)、9份的甲基丙烯酸丁酯一起高速混合5min,再将混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应,反应温度170~220℃,反应时间7min,挤出、冷却、造粒,得到PP/LLDPE共混接枝物d。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.3份TB和0.09份BPDH与0.8份二甲苯溶剂混合后,然后加入7份LLDPE(7042)粒料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出32份PP/LLDPE共混接枝物d与预混母料和93份LLDPE(7042)粒料树脂及0.2份抗氧剂1010、0.2份硬脂酸锌由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.028份BPO和0.07份二甲苯溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应18秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例8
(一)PP/LLDPE共混接枝物b的制备与实施例2相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.27份TB和0.11份BPDH与0.8份二甲苯溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(7042)粒料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出34份PP/LLDPE共混接枝物b与预混母料和95份LLDPE(7042)粒料树脂及0.1份抗氧剂1010、0.1份硬脂酸锌由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.03份BPO和0.09份二甲苯溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应17秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例9
(一)PP/LLDPE共混接枝物d的制备与实施例7相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.25份TB和0.12份BPDH与0.8份二甲苯溶剂混合后,然后加入7份LLDPE(7042)粒料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出35份PP/LLDPE共混接枝物d与预混母料和93份LLDPE(7042)粒料树脂及0.2份抗氧剂1010、0.2份硬脂酸锌由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.031份BPO和0.09份二甲苯溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应17秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
实施例10
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备与实施例1相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:将0.24份TB和0.13份BPDH与0.9份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出37份PP/LLDPE共混接枝物a将预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.032份BPO和0.07份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应20秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例1
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备与实施例1相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例1相同,不同之处在于组合物制备过程中不加BPDH,TB的加入量为0.12份,即:将0.12份TB与与0.3份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出16份PP/LLDPE共混接枝物a与预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.015份BPO和0.04份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应12秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例2
(一)PP/LLDPE共混接枝物b的制备与实施例2相同
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例2相同,不同之处在于组合物制备过程中将BPO与TB和BPDH同时加入,即:将0.02份BPO和0.15份TB、0.08份BPDH与0.5份二甲苯溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(7042)粒料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出20份PP/LLDPE共混接枝物b与预混母料和95份LLDPE(7042)粒料树脂及0.1份抗氧剂1010、0.1份硬脂酸锌由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例3
(一)PP/LLDPE共混接枝物c的制备与实施例3相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例3相同,不同之处在于组合物制备过程中不加TB,BPDH的加入量为0.3份,即:将0.3份BPDH与0.7份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出23份PP/LLDPE共混接枝物c与预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.022份BPO和0.05份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应14秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例4
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备与实施例1相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例4相同,不同之处在于组合物制备过程中不加BPO,即:将0.38份TB和0.06份BPDH与0.8份丙酮溶剂混合后,然后加入7份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出25份PP/LLDPE共混接枝物a与预混母料和93份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.2份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例5
聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其他制备过程完全与实施例5相同,不同之处在于树脂组合物制备过程中不加PP/LLDPE共混接枝物c,其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例6
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备与实施例1相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例6相同,不同之处在于组合物制备过程中PP/LLDPE共混接枝物a的加入量7份,即:将0.32份TB和0.08份BPDH与1.0份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出7份PP/LLDPE共混接枝物a将预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.026份BPO和0.07份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应17秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例7
(一)PP/LLDPE共混接枝物d的制备与实施例7相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例7相同,不同之处在于组合物制备过程中将BPO与TB和BPDH同时加入,即:将0.028份BPO和0.3份TB和0.09份BPDH与0.87份二甲苯溶剂混合后,然后加入7份LLDPE(7042)粒料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出13份PP/LLDPE共混接枝物d与预混母料和93份LLDPE(7042)粒料树脂及0.2份抗氧剂1010、0.2份硬脂酸锌由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,挤出、冷却、造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例8
聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其他制备过程完全与实施例8相同,不同之处在于树脂组合物制备过程中不加PP/LLDPE共混接枝物b,其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例9
(一)PP/LLDPE共混接枝物d的制备与实施例7相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例9相同,不同之处在于组合物制备过程中不加BPO,即:将0.25份TB和0.12份BPDH与0.8份二甲苯溶剂混合后,然后加入7份LLDPE(7042)粒料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出35份PP/LLDPE共混接枝物d与预混母料和93份LLDPE(7042)粒料树脂及0.2份抗氧剂1010、0.2份硬脂酸锌由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
对比例10
(一)PP/LLDPE共混接枝物a的制备与实施例1相同。
(二)聚乙烯棚膜树脂组合物的制备:其它条件与实施例10相同,不同之处在于组合物制备过程中不加TB,BPDH的加入量为0.37份,即:将0.37份BPDH与0.9份丙酮溶剂混合后,然后加入5份LLDPE(101AA)粉料树脂,在10升高速混合机中混合3min,制成预混母料,取出37份PP/LLDPE共混接枝物a将预混母料和95份LLDPE(101AA)粉料树脂及0.15份抗氧剂1010、0.15份硬脂酸钙由加料口加入到挤出机中,在料筒温度为155~200℃条件下反应2min后,再将0.032份BPO和0.07份丙酮溶剂配制成溶液,滴加进挤出机塑化段中,在料筒温度为200~230℃下,挤出反应20秒后,冷却,造粒制备出组合物。该组合物在Φ120三层复合吹膜机组上吹制超宽幅棚膜(幅宽14m,厚度为80μm),其组合物性能和棚膜性能分别见表1,表2。
表1树脂组合物的物理性能*
*LLDPE(101AA粉料)的熔体强度为2.7cN,LLDPE(7042粒料)的熔体强度为3.4cN。
表2棚膜的物理性能及应用情况
*参照样:市售兰化宏达薄膜厂生产LDPE/LLDPE(7∶3)掺混料棚膜(14000×0.08mm)
Claims (9)
1.一种高强度、超宽幅聚乙烯棚膜树脂组合物,以LLDPE的重量为百分之百计,其特征在于包括:
1)LLDPE 100%
2)复配交联助剂 0.12%~0.45%
3)BPO 0.015%~0.032%
4)PP/LLDPE共混接枝物 15%~37%
所述的复配交联助剂为1,1-二甲基乙基-过氧化氢与2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷复配组成,两种交联助剂的质量比为7∶1~5∶3;所述的PP/LLDPE共混接枝物是在引发剂的作用下将极性单体接枝到PP/LLDPE共混物上,所述的极性单体选自马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的一种;PP/LLDPE共混物中PP与LLDPE质量比为95∶5~65∶35;所述树脂组合物的制备方法包括:先将两种交联助剂按比例混合后加入溶剂,再加入占总量5%~10%(wt)的LLDPE,然后高速混合3~5min后,制成预混母料;然后将剩余LLDPE、预混母料及PP/LLDPE共混接枝物由加料口一起加入到挤出机中进行挤出反应,反应温度为155~200℃,反应时间为1~3min;最后将BPO与溶剂配成溶液,滴加到挤出机塑化段中,控制BPO在挤出机里的反应停留时间为10~20秒,反应温度为200~230℃,挤出、冷却、造粒。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于所述的极性单体为甲基丙烯酸。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于所述的PP是粉状聚丙烯树脂。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于所述的引发剂选自过辛酸叔丁酯、过乙酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、过氧化二异丙苯、过氧化氢异丙苯、过氧化二苯甲酰中的一种。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于所述的PP/LLDPE共混接枝物的制备方法为:取0.02~0.12份的引发剂和丙酮按重量比为1∶2~1∶4配制成混合溶液,然后将混合溶液和PP/LLDPE共混物100份、2~9份的极性单体一起高速混合3~5min,再将混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应,反应温度170~220℃,反应时间5~12min,挤出、冷却、造粒,得到PP/LLDPE共混接枝物。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于所述树脂组合物的制备在密炼机、捏合机中进行。
7.一种根据权利要求1所述树脂组合物的制备方法,其特征在于包括:先将两种交联助剂按比例混合后加入溶剂,再加入占总量5%~10%(wt)的LLDPE,然后高速混合3~5min后,制成预混母料;然后将剩余LLDPE、预混母料及PP/LLDPE共混接枝物由加料口一起加入到挤出机中进行挤出反应,反应温度为155~200℃,反应时间为1~3min;最后将BPO与溶剂配成溶液,滴加到挤出机塑化段中,控制BPO在挤出机里的反应停留时间为10~20秒,反应温度为200~230℃,挤出、冷却、造粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于在树脂组合物的制备过程中加入热稳定剂和抗氧剂,以LLDPE的重量为百分之百计,其总加入量为0.1%~0.5%。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于在树脂组合物的制备过程中,在复配交联助剂及BPO中加入溶剂,所述溶剂为甲苯、二甲苯、丙酮中的一种,其加入量为复配交联助剂或BPO重量的2~4倍。
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徐典宏等,1.高熔体强度棚膜专用LLDPE树脂的研制.《石化技术与应用》.2005,(第01期), |
高熔体强度棚膜专用LLDPE树脂的研制;徐典宏等,1;《石化技术与应用》;20050125(第01期);20-23 * |
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