CN103665505A - 一种乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料以及果奶瓶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乙烯聚合物组合物、一种乙烯聚合物材料、以及由该乙烯聚合物组合物制成的果奶瓶。所述乙烯聚合物组合物含有乙烯聚合物A、乙烯聚合物B和滑石粉，所述乙烯聚合物A在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.08-0.5g/10min，所述乙烯聚合物B在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为5-20g/10min。本发明提供的乙烯聚合物组合物、乙烯聚合物材料以及果奶瓶能够兼具较好的耐环境应力开裂性能、较高的刚性和耐热性以及良好的加工性能。

Description

一种乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料以及果奶瓶
技术领域
本发明涉及一种乙烯聚合物组合物、一种乙烯聚合物材料、以及由该乙烯聚合物组合物或乙烯聚合物材料制成的果奶瓶。
背景技术
通常情况下，果奶瓶在灌装奶制品后需要在80℃-90℃的温度下进行灭菌，这样就要求果奶瓶具有在80-90℃温度下瓶子不变形和不开裂的性能。此外，为了降低生产成本，追求高的生产效率，目前主要采用高速吹瓶设备制备果奶瓶，这样对原料的加工性有了更高的要求。
CN101189299A公开了一种用于吹塑应用的ESCR（耐环境应力开裂）增强的双峰HDPE，并具体公开了该双峰HDPE包含两种聚乙烯组分，第一种组分为高分子量聚乙烯，第二种组分为低分子量聚乙烯；第一组分和第二组分重均分子量之比≤20，组合物的密度≥0.940g/cm3，组合物的耐环境应力开裂性≥600h。虽然该双峰HDPE具有良好的耐环境应力开裂性，但是其耐高温性仍然较差，不能满足由其所制得的果奶瓶在灌装奶制品后需要在80-90℃的温度下进行灭菌的要求。因此，研究开发出一种不仅具有良好的耐环境应力开裂性、还具有较高的刚性和耐热性、以及较为优异的加工性的乙烯聚合物组合物将成为日后的重点发展方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够兼具良好的耐环境应力开裂性、耐热性、刚性和加工性的乙烯聚合物组合物、一种乙烯聚合物材料、以及由该乙烯聚合物组合物或乙烯聚合物材料制成的果奶瓶。
本发明提供了一种乙烯聚合物组合物，其中，所述乙烯聚合物组合物含有乙烯聚合物A、乙烯聚合物B和滑石粉，所述乙烯聚合物A在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.08-0.5g/10min，所述乙烯聚合物B在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为5-20g/10min。
本发明还提供了一种乙烯聚合物材料，其中，该乙烯聚合物材料由所述乙烯聚合物组合物混合均匀并挤出成型得到。
此外，本发明还提供了一种果奶瓶，其中，该果奶瓶由上述乙烯聚合物组合物或乙烯聚合物材料制成。
在本发明中，熔体质量流动速率较低的乙烯聚合物A的使用，为该组合物提供了更为优异的耐环境应力开裂性能和耐热性能，熔体质量流动速率较高的乙烯聚合物B的使用，为该组合物提供了更好的加工性能。更为重要的是，本发明的发明人发现，滑石粉的加入能够提高所述乙烯聚合物组合物的刚性和耐热性，推测其原因可以在于：在将该混合物混合均匀并挤出成型的过程中，所述滑石粉不仅能够使各组分分散得更为均匀，还能够改善乙烯聚合物A和乙烯聚合物B的结晶性能。因此，含有所述乙烯聚合物A、乙烯聚合物B和滑石粉的乙烯聚合物组合物能够很好地兼具良好的耐环境应力开裂性、耐热性、刚性和加工性。此外，本发明的发明人还发现，根据本发明的一种优选实施方式，当所述乙烯聚合物A在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率与在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的比值为70-120：1时，能够对得到的乙烯聚合物组合物的耐环境开裂性和加工性进行更好地协调。根据本发明的另一种优选实施方式，当所述乙烯聚合物组合物中还含有爽滑剂时，还能降低该乙烯聚合物组合物加工时的摩擦系数，改善该乙烯聚合物组合物的滑动性和抗粘性之间的平衡，从而提高加工速率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供的乙烯聚合物组合物含有乙烯聚合物A、乙烯聚合物B和滑石粉，所述乙烯聚合物A在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.08-0.5g/10min，所述乙烯聚合物B在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为5-20g/10min。
根据本发明，尽管只要将含有滑石粉与具有上述熔体质量流动速率乙烯聚合物A和乙烯聚合物B的乙烯聚合物组合物便能够兼具较好的耐环境应力开裂性能、刚性、耐热性和加工性能，从而实现本发明的目的，而对所述乙烯聚合物组合物中各物质的含量没有特别地限定，但优选地，以100重量份的所述乙烯聚合物A为基准，所述乙烯聚合物B的含量为20-145重量份，所述滑石粉的含量为0.3-0.75重量份，这样能够使得各组分能够起到更好地协同调配作用，得到综合性能更好的乙烯聚合物组合物。
根据本发明，优选情况下，所述乙烯聚合物A在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率与在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的比值为70-120：1，这样能够使得到的乙烯聚合物组合物具有更为优异耐环境应力开裂性和成型加工性。此外，所述乙烯聚合物A和乙烯聚合物B的密度可以在较宽的范围内进行选择和变动，例如，所述乙烯聚合物A的密度可以为0.958-0.968g/cm3，所述乙烯聚合物B的密度可以为0.958-0.968g/cm3，这样能够得到综合性能更为优异的乙烯聚合物组合物。
根据本发明，所述乙烯聚合物A和乙烯聚合物B的种类为本领域技术人员公知，可以为乙烯均聚物，也可以为乙烯共聚物。所述乙烯共聚物指乙烯与其他烯烃单体的共聚产物，优选为乙烯与丁烯和/或己烯的共聚产物。当所述乙烯共聚物为乙烯与丁烯和/或己烯的共聚产物时，所述乙烯结构单元的含量可以在较宽的范围内进行选择和变动，只要能够得到具有上述熔体质量流动速率的乙烯聚合物A和乙烯聚合物B即可，对此本领域技术人员均可知悉，在此将不再赘述。所述乙烯聚合物A和乙烯聚合物B可以通过商购得到，例如可以购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司；也可以按照现有的方法制备得到，所述制备方法为本领域技术人员公知，在此将不再赘述。
根据本发明，由于该乙烯聚合物组合物在加工过程中具有较高的摩擦系数，容易出现粘连现象，因此，为了降低该组合物的摩擦系数，从而提高加工速率，优选情况下，该组合物还含有爽滑剂。所述爽滑剂的种类和用量可以为本领域的常规选择，例如，所述爽滑剂可以为芥酸酰胺和/或油酸酰胺。以100重量份的所述乙烯聚合物A为基准，所述爽滑剂的含量可以为0.05-0.15重量份。
根据本发明，优选情况下，所述乙烯聚合物组合物还含有颜料剂，这样能够使得制备得到的乙烯聚合物材料具有颜色，从而得到更多消费者的青睐。所述颜料剂的种类和用量也可以为本领域的常规选择，所述颜料剂例如可以为钛白粉；以100重量份的所述乙烯聚合物A为基准，所述颜料剂的含量可以为1-2重量份。
本发明还提供了一种乙烯聚合物材料，其中，该乙烯聚合物材料由上述乙烯聚合物组合物混合均匀并挤出成型得到。
根据本发明，将所述乙烯聚合物组合物混合均匀的方法和条件为本领域技术人员公知，例如，可以将所述乙烯聚合物组合物加入到现有的各种混合设备中搅拌混合均匀，其中，所述混合设备例如可以为搅拌机、捏合机、开炼机和密炼机等。搅拌混合的温度和时间为本领域技术人员所公知，例如，搅拌混合的温度可以为25-65℃，搅拌混合的时间可以为1-30分钟，搅拌混合的转速可以为50-300转/分钟。
根据本发明，将所述乙烯聚合物组合物混合均匀后得到的混合物进行挤出成型的方法、条件以及所用的挤出机的种类也为本领域技术人员所公知。例如，可以采用双螺杆挤出机、也可以采用单螺杆挤出机对所述混合物进行挤出成型，并可以根据挤出机模头的形状得到不同形状（如颗粒状、薄膜状等）的乙烯聚合物材料，对此本领域技术人员均能知悉，在此将不再赘述。此外，所述挤出成型的条件通常包括螺杆转速可以为150-360转/分钟，各区段温度可以分别为170-230℃、175-240℃、180-250℃、180-250℃、180-250℃、175-240℃，各区段的真空度可以为0.02兆帕至0.09兆帕。
此外，本发明还提供了一种果奶瓶，该果奶瓶由上述乙烯聚合物组合物或乙烯聚合物材料制成。
本发明的改进之处在于采用了一种新的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料，而制备果奶瓶的方法可以与现有技术相同或相似，在此将不再赘述。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，熔体质量流动速率均通过购自美国TO公司的型号为MP600的熔融指数仪进行测定。
实施例1
该实施例用于说明本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
（1）组分：
乙烯聚合物A：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的高密度聚乙烯，密度为0.962g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.2g/10min，在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为18g/10min；
乙烯聚合物B：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的高密度聚乙烯，密度为0.968g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为8g/10min；
滑石粉：平均颗粒直径为2000目；
芥酸酰胺：购自英国禾大公司；
钛白粉：购自杜邦公司；
（2）制备方法：
将100重量份的乙烯聚合物A、63重量份的乙烯聚合物B、0.5重量份的滑石粉、0.08重量份的芥酸酰胺和1.2重量份的钛白粉加入搅拌机中并在25℃下搅拌1分钟后，将上述搅拌的混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02兆帕至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到乙烯聚合物材料C1。该乙烯聚合物材料C1的密度为0.964g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.5g/10min。
实施例2
该实施例用于说明本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
（1）组分：
乙烯聚合物A：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的的高密度聚乙烯，密度为0.958g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.08g/10min，在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为9.6g/10min；
乙烯聚合物B：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的高密度聚乙烯，密度为0.968g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为20g/10min；
滑石粉：平均颗粒直径为2000目；
芥酸酰胺：购自英国禾大公司；
钛白粉：购自杜邦公司；
（2）制备方法：
将100重量份的乙烯聚合物A、145重量份的乙烯聚合物B、0.75重量份的滑石粉、0.13重量份的芥酸酰胺和2重量份的钛白粉加入搅拌机中并在25℃下搅拌1分钟后，将上述搅拌的混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02兆帕至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到乙烯聚合物材料C2。该乙烯聚合物材料C2的密度为0.964g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.6g/10min。
实施例3
该实施例用于说明本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
（1）组分：
乙烯聚合物A：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的高密度聚乙烯密度为0.968g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.5g/10min，在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为35g/10min；
乙烯聚合物B：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的高密度聚乙烯密度为0.958g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为5g/10min；
滑石粉：平均颗粒直径为2000目；
油酸酰胺：购自英国禾大公司；
钛白粉：购自杜邦公司；
（2）制备方法：
将100重量份的乙烯聚合物A、23.8重量份的乙烯聚合物B、0.38重量份的滑石粉、0.06重量份的油酸酰胺和1重量份的钛白粉加入搅拌机中并在25℃下搅拌1分钟后，将上述搅拌的混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02兆帕至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到乙烯聚合物材料C3。该乙烯聚合物材料C3的密度为0.966g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.7g/10min。
实施例4
该实施例用于说明本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
（1）组分：
乙烯聚合物A：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的高密度聚乙烯，其中，密度为0.968g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.3g/10min，在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为30g/10min；
乙烯聚合物B：为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的乙烯均聚物，其中，密度为0.968g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为10g/10min；
滑石粉：平均颗粒直径为2000目；
油酸酰胺：购自英国禾大公司；
钛白粉：购自杜邦公司；
（2）制备方法：
将100重量份的乙烯聚合物A、98重量份的乙烯聚合物B、0.6重量份的滑石粉、0.1重量份的油酸酰胺和1重量份钛白粉加入搅拌机中并在25℃下搅拌1分钟后，将上述搅拌的混合物送入双螺杆挤出机中，调整螺杆的转速为360转/分钟，各区段温度分别控制在：200℃、200℃、215℃、215℃、215℃和210℃；各区段的真空度保持为0.02兆帕至0.09兆帕；混合物在上述挤出机的螺杆与筒体中，经过熔融、剪切、分散、压缩、排气、塑化、挤出，再经模头挤出、切粒后，得到乙烯聚合物材料C4。该乙烯聚合物材料C4的密度为0.968g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.8g/10min。
实施例5
该实施例用于说明本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
按照实施例1的方法制备乙烯聚合物材料，不同的是，在制备乙烯聚合物材料的过程中不加入芥酸酰胺，得到乙烯聚合物材料C5。该乙烯聚合物材料C5的密度为0.964g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.45g/10min。
实施例6
该实施例用于说明本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
按照实施例5的方法制备乙烯聚合物材料，不同的是，在制备乙烯聚合物材料的过程中不加入钛白粉，得到乙烯聚合物材料C6。该乙烯聚合物材料C6的密度为0.963g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.45g/10min。
实施例7
该实施例用于说明本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
按照实施例1的方法制备乙烯聚合物材料，不同的是，所述乙烯聚合物A为购自中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司的高密度聚乙烯，密度为0.962g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.2g/10min，在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为13g/10min，得到乙烯聚合物材料C7。该乙烯聚合物材料C7的密度为0.963g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.45g/10min。
对比例1
该对比例用于说明参比的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
按照实施例6的方法制备乙烯聚合物材料，不同的是，在制备乙烯聚合物材料的过程中不加入滑石粉，得到乙烯聚合物材料DC1。该乙烯聚合物材料DC1的密度为0.963g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.5g/10min。
对比例2
该对比例用于说明参比的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料。
按照对比例1的方法制备乙烯聚合物材料，不同的是，在制备乙烯聚合物材料的过程中不加入乙烯聚合物A，得到乙烯聚合物材料DC2。该乙烯聚合物材料DC2的密度为0.968g/cm3，在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为8g/10min。
测试例1-7
测试例1-7用于说明对由实施例1-7得到的乙烯聚合物材料性能的测试。
（1）拉伸屈服应力的测试:
按照GB/T 1040规定的方法对由实施例1-7得到的乙烯聚合物材料的拉伸屈服应力进行测试，所得结果如表1所示；
（2）耐环境应力开裂性能的测试：
按照GB/T 1842规定的方法对由实施例1-7得到的乙烯聚合物材料的耐环境应力开裂性能进行测试，所得结果如表1所示；
（3）维卡软化温度测试：
按照GB/T 1633规定的方法对由实施例1-7得到的乙烯聚合物材料的维卡软化温度进行测试，所得结果如表1所示；
（4）耐热性测试：
按照GB/T 1634规定的方法对由实施例1-7得到的乙烯聚合物材料的耐热性进行测试，所得结果如表1所示。
对比测试例1-2
对比测试例1-2用于说明对由对比例1-2得到的乙烯聚合物材料性能的测试。
按照测试例1-7的方法对由对比例1-2得到的乙烯聚合物材料的拉伸屈服应力、耐环境应力开裂性能、加工性能、维卡软化温度和耐热性进行测试，所得结果如表1所示。
表1
Figure BDA00002072262800121
从实施例1-7和对比例1-2的对比可以看出，本发明提供的乙烯聚合物组合物和乙烯聚合物材料能够兼具较好的耐环境应力开裂性能、刚性、耐热性和加工性能。从实施例1和实施例5的对比可以看出，当所述乙烯聚合物组合物中还含有爽滑剂时，能够提高其加工性能，得到的乙烯聚合物材料的综合性能更为优异。从实施例5和实施例6的对比可以看出，当所述组合物中还含有颜料剂时，得到的乙烯聚合物材料更为美观。从实施例1和实施例7的对比可以看出，当所述乙烯聚合物A在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率与在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的比值在70-120：1范围内时，得到的乙烯聚合物组合物具有更好的耐环境应力开裂性和加工性。

Claims (10)

1.一种乙烯聚合物组合物，其特征在于，所述乙烯聚合物组合物含有乙烯聚合物A、乙烯聚合物B和滑石粉，所述乙烯聚合物A在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为0.08-0.5g/10min，所述乙烯聚合物B在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率为5-20g/10min。
2.根据权利要求1所述的乙烯聚合物组合物，其中，以100重量份的所述乙烯聚合物A为基准，所述乙烯聚合物B的含量为20-145重量份，所述滑石粉的含量为0.3-0.75重量份。
3.根据权利要求1或2所述的乙烯聚合物组合物，其中，所述乙烯聚合物A在190℃下、在21.6kg砝码的作用下的熔体质量流动速率与在190℃下、在2.16kg砝码的作用下的熔体质量流动速率的比值为70-120：1。
4.根据权利要求3所述的乙烯聚合物组合物，其中，所述乙烯聚合物A的密度为0.958-0.968g/cm3，所述乙烯聚合物B的密度为0.958-0.968g/cm3。
5.根据权利要求1或2所述的乙烯聚合物组合物，其中，所述乙烯聚合物A和乙烯聚合物B各自独立地为乙烯均聚物和/或乙烯共聚物。
6.根据权利要求1或2所述的乙烯聚合物组合物，其中，该组合物还含有爽滑剂；优选地，以100重量份的所述乙烯聚合物A为基准，所述爽滑剂的含量为0.05-0.15重量份。
7.根据权利要求6所述的乙烯聚合物组合物，其中，所述爽滑剂为芥酸酰胺和/或油酸酰胺。
8.根据权利要求1或2所述的乙烯聚合物组合物，其中，该组合物还含有颜料剂；优选地，以100重量份的所述乙烯聚合物A为基准，所述颜料剂的含量为1-2重量份；更优选地，所述颜料剂选自钛白粉。
9.一种乙烯聚合物材料，其特征在于，该乙烯聚合物材料由权利要求1-8中任意一项所述的乙烯聚合物组合物混合均匀并挤出成型得到。
10.一种果奶瓶，其中，该果奶瓶由权利要求1-8中任意一项所述的乙烯聚合物组合物或权利要求9所述的乙烯聚合物材料制成。
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