CN102702605B - 耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料 - Google Patents

耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高分子材料，尤其涉及耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料，材料主要用于制备耐溶剂包装容器以及高冲击强度高流动性的高分子容器，可使用在化工原料贮运、医药、农药、食品、日化等行业。本发明的原理是将流动性好、冲击强度较差的高密度聚乙烯（HDPE）与高流动性冲击强度不够好的高密度聚乙烯(HDPE)共混，得到冲击强度和流动性均较好的材料，这两种材料本身耐溶剂性（二甲苯、丙酮等）较好；为了进一步提高共混材料的冲击强度，还可以在共混物中加入POE进行增韧改性，由于采用了上述的措施，制备的高分子材料能满足耐溶剂、流动性、冲击强度等各项要求。

Description

耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料
技术领域
本发明涉及一种高分子材料，尤其涉及耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料，材料主要用于制备耐溶剂包装容器以及高冲击强度高流动性的高分子容器，可使用在化工原料贮运、医药、农药、食品、日化等行业。
背景技术                                              
目前含溶剂类的化工产品一般使用铁制桶内喷涂聚偏氟乙烯（PVDF）涂层来使用，但涂层使用时易脱落，导致内容物变质，加上涂层工序繁锁，费用明显较高，不经济。另外一种是使用玻璃容器，主要缺陷在搬运和运输途中易破损，会导致产品泄漏，造成较大的污染；普通塑料桶的材料一般是PE和PP树脂，但PE和PP桶耐溶剂性差，易发生溶胀效应，例如专利文献（一种耐溶剂注塑用高分子共混材料，申请号201110437659.X）提供了一种制备耐溶剂注塑用高分子共混材料，其共混材料在50℃的二甲苯中的饱和吸油率为16%和18%；而本专利提出的聚烯烃注塑用共混材料在同样的条件下二甲苯吸油率为12%，而且共混材料间相容性好，不需专门制备如接枝物作为相容剂，工艺简单，成本低，耐溶剂性能好。
发明内容
本发明目的是为解决上述问题而提供一种耐溶剂注塑用高分子共混材料的制备方法，所制备的高分子材料同时满足高冲击强度、高流动性、耐溶剂性得到较大提高，并适用于注塑加工。 
为了实现上述目的，本发明是这样实现的：
第一步，实验原料的准备：
原材料主要为：
在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在0.5g/10min~2.0g/10min范围内和的缺口冲击强度在40kJ/m2~60kJ/m2的高密度聚乙烯，优选HDPE 5000S，熔体流动速率MFR=0.9g/10min(测试条件：190℃，2.16kg)，缺口冲击强度为45kJ/m2，生产厂家：扬子石化。
在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在5.0g/10min~10.0g/10min范围内和的缺口冲击强度在5kJ/m2~30kJ/m2的高密度聚乙烯，优选HDPE 5306，熔体流动速率MFR=6.14g/10min(测试条件：190℃，2.16kg)，缺口冲击强度为6.2kJ/m2，生产厂家：扬子石化。
乙烯-辛烯共聚物，POE 8150，厂家：美国杜邦公司。
本发明所用的设备见表1。
表1  主要设备
名称 型号 产地
高速混合机（MAX8000转/分） ZRH-10型 辽宁阜新市轻工机电设备厂
电热恒温鼓风干燥箱 DHG-9140A型 上海精宏实验设备有限公司
电子天平 JY10001型                         上海良平仪器仪表有限公司
同向平行双螺杆挤出机 SHJ-35型 南京广达橡塑机械厂
电子式万能试验机 WDT30 深圳市凯强利试验仪器有限公司
悬臂梁冲击试验机 XJU-22 承德市试验机厂
塑料注塑成型机 HYF600 宁波海鹰塑料机械有限公司
熔体流动速率试验机 ZRZ-400 深圳市新三思材料检测有限公司
第二步，制备耐溶剂注塑用高分子材料。原理是将流动性好、冲击强度较差的高密度聚乙烯（HDPE）与高流动性冲击强度不够好的高密度聚乙烯(HDPE)共混，得到冲击强度和流动性均较好的材料，这两种材料本身耐溶剂性（二甲苯、丙酮等）较好；为了进一步提高共混材料的冲击强度，还可以在共混物中加入POE进行增韧改性，但POE的量不能多，因为其耐溶剂性较差，量多会影响共混物的耐溶剂性。
所述耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料，其组分按照重量份数计算为：在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在0.5g/10min~2.0g/10min范围内和的缺口冲击强度在40kJ/m2~60kJ/m2的高密度聚乙烯65~70份；在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在5.0g/10min~10.0g/10min范围内和的缺口冲击强度在5kJ/ m2 ~30kJ/m2的高密度聚乙烯27~30份，乙烯-辛烯共聚物3~6份。
优选方案为：HDPE 5306 28.5份，HDPE 5000S 66.5份，POE 8150 5份。
表2双螺杆挤出机各区温度
一区 二区 三区 四区 五区
150℃ 155℃ 170℃ 180℃ 180℃
六区 七区 八区 九区 机头
180℃ 180℃ 180℃ 190℃ 185℃
按配方准确称取各种配料，用高速混合机进行混合，经双螺杆挤出机挤出造粒，并烘干，对应的挤出机挤出过程中各区的温度见表2；为了更清楚，描述制备方法如下：
按配方准确称取各种配料，启动高速混合机搅拌混合5分钟，将混合物料倒出后，备用；打开双螺杆挤出机，设定挤出机各段温度，如表2所示，将经过高速混合机混合的物料加入料斗，启动双螺杆挤出机主机并调频率至10Hz，启动加料电机，调节转速为喂料转速：10Hz ，物料进料，待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后，将挤出物牵条，经水冷和风冷后切粒，在100℃鼓风干燥箱干燥24小时，作为制备好的材料。
由于采用了上述的措施，因此采用方法制备的高分子材料能满足耐溶剂、流动性、冲击强度等各项要求。
具体实施方式
测试标准：
悬臂梁冲击实验的标准GB/T 1843-1996；
弯曲强度的测试标准为GB/T 9341；
吸油率测试按照GB11547-89进行。
万能制样机裁成5cm×5cm的样，然后放入50℃（高温）二甲苯中1-2周，取出擦干表面溶剂称量（在1分钟内称量完毕）；高温下测试耐溶剂性优点在于吸油率能在较短时间内达到饱和，提高了效率。
吸油率D(%)按下式计算：
D=（G2-G1）/G1 ×100%
式中：G2——浸油后试样的质量/g。
      G1——浸油前试样的质量/g。
实施例1
按优选方案的配方准确称取各种配料，用高速混合机进行混合，经双螺杆挤出机挤出造粒，并烘干，对应的挤出机挤出过程中各区的温度见表2，制备的高分子材料的各项性能测试结果为：
吸油率（50℃，二甲苯，饱和）为12%，缺口冲击强度为42.9kJ/m2，熔体流动速率（MFR）为2.7g/(10min)(230℃，2.16Kg)，弯曲强度为20.8MPa。
本专利提供的共混材料的二甲苯吸油率比专利（一种耐溶剂注塑用高分子共混材料，申请号201110437659.X）分别低4个和6个百分点，而熔体流动速率和缺口冲击强度等性能参数与专利提供的数据（缺口冲击强度分别为38.7和43.2 kJ/ m2，熔体流动速率分别为2.4和3.4g/(10min)）相当。
实施例2
  在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在为0.5g/10min和缺口冲击强度在55kJ/m2的高密度聚乙烯6.5kg，在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率为5.5g/10min和缺口冲击强度在28kJ/m2的高密度聚乙烯3.0kg，乙烯-辛烯共聚物0.6kg，其他同实施例1。
制备的高分子材料的各项性能测试结果为：吸油率（50℃，二甲苯，饱和）为13%，缺口冲击强度为42.0kJ/ m2，熔体流动速率（MFR）为2.6g/(10min)(230℃，2.16Kg)，弯曲强度为20.2MPa。
实施例3
在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在为1.9g/10min和缺口冲击强度在42kJ/m2的高密度聚乙烯7.0kg，在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率为9.8g/10min和缺口冲击强度在8kJ/m2的高密度聚乙烯2.7kg，乙烯-辛烯共聚物0.3kg，其他同实施例1。
制备的高分子材料的各项性能测试结果为：吸油率（50℃，二甲苯，饱和）为12.5%，缺口冲击强度为42.2kJ/ m2，熔体流动速率（MFR）为2.55g/(10min)(230℃，2.16Kg)，弯曲强度为20.1MPa。

Claims (2)

1.耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料，其组分按照重量份数计算为：在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在0.5g/10min~2.0g/10min范围内和缺口冲击强度在40kJ/m2~60kJ/m2的高密度聚乙烯65~70份；在190℃和2.16kg压力的测试条件下熔体流动速率在5.0g/10min~10.0g/10min范围内和的缺口冲击强度在5kJ/ m2 ~30kJ/m2的高密度聚乙烯27~30份，乙烯-辛烯共聚物3~6份。
2.如权利要求1所述的耐溶剂注塑用聚烯烃共混材料，其特征在于： HDPE 5306 28.5份，熔体流动速率MFR=6.14g/10min，测试条件：190℃，2.16kg；缺口冲击强度为6.2kJ/m2；HDPE 5000S 66.5份，熔体流动速率MFR=0.9g/10min，测试条件：190℃，2.16kg，缺口冲击强度为45kJ/m2；POE 8150 5份。
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