CN102477180A - 线型低密度聚乙烯组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线型低密度聚乙烯组合物，该组合物包括如下重量份数的组分：线型低密度聚乙烯50-98，密度为0.918-0.922g/cm3，熔体流动指数为0.1-10g/10min；低密度聚乙烯0.5-45，密度为0.910-0.925g/cm3，熔体流动指数为0.1-30g/10min；高密度聚乙烯0.5-45，密度为0.941-0.970g/cm3，熔体流动指数为0.5-10g/10min；聚丙烯0.5-45，密度为0.830-0.910g/cm3，熔体流动指数为0.5-50g/10min；乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1-20，密度为0.926-0.939g/cm3；流变改性剂0.01-1；相容剂0.5-20，熔体流动指数为0.5-50g/10min。它有效地改善挤出加工性能，消除熔体破裂现象，增加相容性，提高制品强度、柔韧性和耐老化性。可加工制造薄膜、滴灌带和各种规格管材。

Description

线型低密度聚乙烯组合物
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃组合物，特别涉及一种线型低密度聚乙烯组合物。
背景技术
线型低密度聚乙烯是继低密度聚乙烯和高密度聚乙烯之后的第三代聚乙烯品种，是一种用途广泛的高分子材料，可用于制造薄膜、滴灌带及各种规格的管材和注塑制品。用线型低密度聚乙烯制造的制品柔韧性好，抗冲击性和拉伸强度高，但是它的加工性能比较差、熔体粘度大、强度低、熔体破裂现象严重，因此用它挤出加工成型比较困难。
中国专利CN1247878公开了一种低密度聚乙烯组合物及其管材，它的组合物由低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯/α-烯烃共聚物以适当的比例混合，添加适量助剂(如：稳定剂、流动改性剂、分散剂、着色剂)制成。中国专利CN1247205公开的一种中密度聚乙烯组合物及其薄壁管材，它的组合物由中密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯/α-烯烃共聚物和适量助剂(如：稳定剂、分散剂、着色剂、流动改性剂)组成。上述两种组合物的缺点表现在以下四点：一是上述两种组合物中所涉及的高密度聚乙烯密度高，熔体粘度大，在成型过程中易造成熔体破裂现象，加工难度大，制品强度低。其二是组合物中均含有聚丙烯，而聚丙烯与聚乙烯是两种不相容聚合物，聚丙烯主链含有甲基(CH3)，其聚合物单体为CH2＝CH-CH3，聚乙烯的主链为相同的(CH2)结构，聚合物单体为CH2＝CH2，没有甲基(CH3)结构，也就是说聚丙烯和聚乙烯分子结构不同，属于两相不相容结构。这样混合制造的管材易出现分层和开裂现象，从而降低管材的机械强度，耐高压、爆破强度均不够理想。其三是上述两种组合物添加的助剂(如：稳定剂、流动改性剂、分散剂、着色剂)这些助剂一般是不具备改善聚丙烯和聚乙烯相容性的。其四是上述两种组合物中的低密度聚乙烯或中密度聚乙烯的分子链结构中含有较多的长支链，这些长支链严重影响了低密度聚乙烯或中密度聚乙烯的化学稳定性、耐热性、抗冲击强度、拉伸强度和柔韧性。
发明内容
本发明的目的在于改善聚丙烯和聚乙烯共混物的相容性，解决管材的分层和分离现象，改善线型低密度聚乙烯组合物加工性能差、强度低的缺点，提供一种加工性能优良，且抗冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、耐高压、爆破强度、化学稳定性、耐热性和柔韧性都较好的线型低密度聚乙烯组合物。
本发明解决技术问题所采取的方案是：
一种线型低密度聚乙烯组合物，其包括如下重量份数的组分：线型低密度聚乙烯50-98，密度为0.918-0.922g/cm3，熔体流动指数为0.1-10g/10min；低密度聚乙烯0.5-45，密度为0.910-0.9258g/cm3，熔体流动指数为0.1-30g/10min；高密度聚乙烯0.5-45，密度为0.941-0.970g/cm3，熔体流动指数为0.5-10g/10min；聚丙烯0.5-45，密度为0.8301-0.910g/cm3，熔体流动指数为0.5-50g/10min；乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1-20，密度为0.926-0.939g/cm3；流变改性剂0.01-1；相容剂0.5-20，熔体流动指数为0.5-50g/10min。
上述的线型低密度聚乙烯组合物，其流变改性剂为四氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物中的一种或几种的混合物。
上述的线型低密度聚乙烯组合物，其流变改性剂为上述共聚物中的一种或几种与聚烯烃经熔融挤出制备的母粒。制备母粒有利于流变改性剂分散的更加均匀，且在制品加工过程中，方便计量。
上述的线型低密度聚乙烯组合物，其相容剂为极性单体接枝聚烯烃、极性单体和乙烯-醋酸乙烯接枝的共聚物或极性单体和聚烯烃在过氧化物引发剂作用下，经熔融接枝制备得到。相容剂可以有效改善聚乙烯和聚丙烯的相容性，提高共混体系的韧性。
上述的线型低密度聚乙烯组合物，其抗氧剂为高分子量酚类抗氧剂，含量为树脂总量的重量份数0.01-0.5的4，4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)或1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯。抗氧剂具有优良的抗老化性能，可实现组合物在热成型加工过程的抗氧化降解和延长制品的使用寿命。
上述的线型低密度聚乙烯组合物，其乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯重量份数含量为10-45。
上述的线型低密度聚乙烯组合物，其着色剂为树脂总量的重量份数0.01-5的炭黑或炭黑母粒。炭黑对紫外线有屏蔽作用，可以提高抗老化性能。
本发明的优点是：
已有组合物的组分包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯和适量的助剂，由于低密度聚乙烯的分子结构中含有较多的长支链，长支链严重影响了化学稳定性、耐热性、抗冲击强度、拉伸强度，制品强度低，本发明中选用的线型低密度聚乙烯的分子链构型中短支链较多，由于它们分子链构型不同，性能也不同，线型低密度聚乙烯具有比低密度聚乙烯更好的化学稳定性、耐热性、抗冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和柔韧性，管材的断裂伸长率提高20-150％之间；已有组合物中高密度聚乙烯密度大，熔体粘度大，在成型过程中易造成熔体破裂现象，加工难度大，柔韧性差，本发明中选用的流变改性剂具有降低螺杆扭矩、改善与共聚物的相容性的特点，可调节均衡线型低密度聚乙烯的熔体粘度、消除熔体破裂现象，实现该组合物具有良好的挤出加工性能，所选的氟类共聚物加工效果更加明显；已有组合物中聚乙烯和聚丙烯是两种不同结构的聚合物，相容性差，所生产的管材易出现分层和开裂现象，降低了管材的机械强度，耐高压和爆破强度均不理想，且已有的组合物中没有添加改善相容性的助剂，本发明中选用的相容剂可改善聚丙烯和聚乙烯的相容性，增加界面粘接强度，解决制品分层和开裂现象，提高产品的物理机械强度，提高制品的耐高压、爆破强度，所选的相容剂能显著提高抗冲击强度和拉伸强度。
整体来说该组合物能够均衡熔体粘度和消除熔体破裂现象，具有优良的挤出加工性和使用性，能够提高产品物理机械性能、抗老化性能，延长产品使用寿命。该组合物广泛适用于低压输水管材、排水管材、农田节水灌溉用滴灌、微灌管等管材、薄膜、滴灌带。
具体实施方式
本发明的内容范围通过以下实施例进一步补充解释，但是不能认为本发明仅仅限于这些实施例。
实施例1
称取线型低密度聚乙烯2000g，密度为0.918g/cm3，熔体流动指数为10g/10min；低密度聚乙烯1800g，密度为0.910g/cm3，熔体流动指数为30g/10min；高密度聚乙烯1500g，密度为0.941g/cm3，熔体流动指数为10g/10min；聚丙烯1000g，密度为0.830g/cm3，熔体流动指数为50g/10min；乙烯-醋酸乙烯500g，密度为0.926g/cm3；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物0.4g；马来酸酐和乙烯-醋酸乙烯共聚物400g，熔体流动指数为50g/10min；4，4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)10g；炭黑10g。将计量好的各组分一同投入高速搅拌机中混合均匀，混合时间为12分钟，转速145转/分，然后加入到双螺杆挤出机上于140-200℃温度下熔融共混、挤出造粒。粒料烘干后，在管材挤出机组上于140-200℃的温度下进行管材挤出，所得管材外观光滑、柔韧性好、机械强度高，断裂伸长率提高20％。
实施例2
称取线型低密度聚乙烯3920g，密度为0.920g/cm3，熔体流动指数为5g/10min；低密度聚乙烯500g，密度为0.918g/cm3，熔体流动指数为15g/10min；高密度聚乙烯20g，密度为0.955g/cm3，熔体流动指数为4.7g/10min；聚丙烯1800g，密度为0.880g/cm3，熔体流动指数为25.2g/10min；乙烯-醋酸乙烯4g，密度为0.932g/cm3；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物0.4g；偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物0.4g；马来酸酐和乙烯-醋酸乙烯共聚物50g，熔体流动指数为25.3g/10min；4，4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)20g；炭黑0.4g。将计量好的各组分一同投入高速搅拌机中混合均匀，混合时间为12分钟，转速145转/分，然后在管材挤出机组上于140-200℃的温度下进行管材挤出，所得管材外观光滑、柔韧性好、机械强度高，断裂伸长率提高23％。
实施例3
称取线型低密度聚乙烯3000g，密度为0.922g/cm3，熔体流动指数为0.1g/10min；低密度聚乙烯20g，密度0.925g/cm3，熔体流动指数为0.1g/10min；高密度聚乙烯1800g，密度为0.970g/cm3，熔体流动指数为0.5g/10min；聚丙烯20g，密度为0.910g/cm3，熔体流动指数为0.5g/10min；乙烯-醋酸乙烯500g，密度0.939g/cm3；流变改性剂母粒40g；马来酸酐接枝共聚物20g，熔体流动指数为0.5g/10min；1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.4g；炭黑5g。所生产的管材外观光滑、柔韧性好、机械强度高，断裂伸长率提高21％。
实施例4
称取线型低密度聚乙烯3000g，密度为0.921g/cm3，熔体流动指数为1.3g/10min；低密度聚乙烯500g，密度为0.923g/cm3，熔体流动指数为3.8g/10min；高密度聚乙烯500g，密度为0.966g/cm3，熔体流动指数为1.5g/10min；聚丙烯1800g，密度为0.90g/cm3，熔体流动指数为6.6g/10min；乙烯-醋酸乙烯800g，密度为0.937g/cm3；乙烯-四氟乙烯共聚物20g；马来酸酐和线型低密度聚乙烯在过氧化二异丙苯引发剂作用下熔融制得的接枝共聚物800g，熔体流动指数为6.7g/10min；1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.4g；炭黑200g，所生产的管材外观光滑、柔韧性好、机械强度高，断裂伸长率提高21％。
实施例5
称取线型低密度聚乙烯2800g，密度为0.921g/cm3，熔体流动指数为0.7g/10min；低密度聚乙烯100g，密度为0.925g/cm3，熔体流动指数为1.9g/10min；高密度聚乙烯2000g，密度为0.968g/cm3，熔体流动指数为1.0g/10min；聚丙烯50g，密度为0.905g/cm3，熔体流动指数为3.6g/10min；乙烯-醋酸乙烯300g，密度为0.938g/cm3；流变改性剂母粒50g；马来酸酐接枝共聚物50g，熔体流动指数为3.6g/10min；1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.5g；炭黑5g，所生产的管材外观光滑、柔韧性好、机械强度高，断裂伸长率提高20.5％。
实施例6
称取线型低密度聚乙烯2500g，密度为0.921g/cm3，熔体流动指数为2.5g/10min；低密度聚乙烯1500g，密度为0.922g/cm3，熔体流动指数为7.5g/10min；高密度聚乙烯1000g，密度为0.963g/cm3，熔体流动指数为2.6g/10min；聚丙烯50g，密度为0.89g/cm3，熔体流动指数为12.8g/10min；乙烯-醋酸乙烯500g，密度为0.936g/cm3；流变改性剂母粒50g；马来酸酐接枝共聚物30g，熔体流动指数为12.8g/10min；1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯0.4g；炭黑4g，所生产的管材外观光滑、柔韧性好、机械强度高，断裂伸长率提高22％。

Claims (7)

1.一种线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述的组合物包括如下重量份数的组分：
线型低密度聚乙烯50-98，密度为0.918-0.922g/cm3，熔体流动指数为0.1-10g/10min；
低密度聚乙烯0.5-45，密度为0.910-0.925g/cm3，熔体流动指数为0.1-30g/10min；
高密度聚乙烯0.5-45，密度为0.941-0.970g/cm3，熔体流动指数为0.5-10g/10min；
聚丙烯0.5-45，密度为0.830-0.910g/cm3，熔体流动指数为0.5-50g/10min；
乙烯-醋酸乙烯共聚物0.1-20，密度为0.926-0.939g/cm3；
流变改性剂0.01-1；
相容剂0.5-20，熔体流动指数为0.5-50g/10min。
2.根据权利要求1所述的线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述的流变改性剂为四氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求2所述的线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述的流变改性剂为上述共聚物中的一种或几种与聚烯烃经熔融挤出制备的母粒。
4.根据权利要求1、2或3所述的线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述的相容剂为极性单体接枝聚烯烃、极性单体和乙烯-醋酸乙烯接枝的共聚物或极性单体和聚烯烃在过氧化物引发剂过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化十二碳酰、过氧化二叔丁基作用下，经熔融接枝制备得到。
5.根据权利要求4所述的线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述的抗氧剂为高分子量酚类抗氧剂，含量为树脂总量的重量份数0.01-0.5的4，4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)或1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯。
6.根据权利要求5所述的线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯重量份数含量为10-45。
7.根据权利要求6所述的线型低密度聚乙烯组合物，其特征在于所述的着色剂为树脂总量的重量份数0.01-5的炭黑或炭黑母粒。
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