CN107298782A - 一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，本材料将非极性的聚乙烯通过与具有优异气体阻隔性能的极性聚合物进行聚合，本发明中选用不含开口爽滑剂的聚乙烯与具有良好气体阻隔性能的极性聚合物在酸酐改性聚烯烃相容剂的辅助下共混，并造粒制得改性聚乙烯。使得聚乙烯具有了良好的气体阻隔性能。改性后的聚乙烯经吹塑制成50um厚的薄膜，气体透过率可达到≤100cm3/m2.24h.1atm，显著改善了聚乙烯的气体阻隔性能。

Description

一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及改性聚乙烯材料的制备，尤其涉及一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯及其制备方法。
背景技术
聚乙烯因其价格低廉、加工性能优异且透明度高、水蒸气阻隔性能好等优点，成为了重要的通用塑料之一，尤其在包装薄膜行业应用十分广泛。但聚乙烯是一种非极性材料，气体阻隔性能较差，通常50um厚的线性聚乙烯膜气体透过率为1000cm3/m2.24h.1atm，低压聚乙烯膜甚至超过了3000cm3/m2.24h.1atm，气体阻隔性能非常差。因此聚乙烯膜作为食品包装等不能够有效的满足食品货架期的保鲜保质要求。因此，本发明旨在研发一种改性聚乙烯材料，使其具有良好的气体阻隔性能。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，按照下列步骤进行制备：
步骤一：将聚乙烯、极性聚合物和相容剂三种原料按照体积比例进行精确称量；共混比例为聚乙烯60％-98％，极性聚合物1％-20％，相容剂1％-20％；
步骤二：将步骤一中的三种原料进行共混，并搅拌均匀；
步骤三：熔融塑化，将步骤二中共混并搅拌均匀的原料通过双螺杆挤出机熔融塑化；
步骤四：冷却切粒，将步骤三中熔融塑化的聚合物通过挤出机挤出，并在冷水中充分冷却后切粒成型。
步骤五：烘干除水，将步骤四中切粒成型的改性聚合物在干燥机中烘干除水。
而且，在所述的步骤一中，所述的聚乙烯不含开口爽滑剂。
而且，在所述的步骤一中，所述的极性聚合物为乙烯乙烯醇共聚物或聚酰胺。
而且，所述的相容剂为酸酐改性聚烯烃。
而且，在所述的步骤二中，混合均匀的时间为3-5分钟。
而且，在所述的步骤三的熔融塑化过程中，各区的加工工艺温度分别为：一区160-180℃、二区200-250℃、三区200-250℃、四区200-250℃。
而且，在所述的步骤四中，在冷却过程中，使用的冷水为常温水，温度为25℃左右。
而且，在所述的步骤五中，烘干除水过程中，烘干机温度为60～80℃，烘干时间为50分钟。
一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯的制备方法，按照下列步骤进行制备：
步骤一：将聚乙烯、极性聚合物和相容剂三种原料按照体积比例进行精确称量；共混比例为聚乙烯60％-98％，极性聚合物1％-20％，相容剂1％-20％；
步骤二：将步骤一中的三种原料进行共混，并搅拌均匀；
步骤三：熔融塑化，将步骤二中共混并搅拌均匀的原料通过双螺杆挤出机熔融塑化；
步骤四：冷却切粒，将步骤三中熔融塑化的聚合物通过挤出机挤出，并在冷水中充分冷却后切粒成型。
步骤五：烘干除水，将步骤四中切粒成型的改性聚合物在干燥机中烘干除水。
而且，在所述的步骤一中，所述的聚乙烯不含开口爽滑剂。
而且，在所述的步骤一中，所述的极性聚合物为乙烯乙烯醇共聚物或聚酰胺。
而且，所述的相容剂为酸酐改性聚烯烃。
而且，在所述的步骤二中，混合均匀的时间为3-5分钟。
而且，在所述的步骤三的熔融塑化过程中，各区的加工工艺温度分别为：一区160-180℃、二区200-250℃、三区200-250℃、四区200-250℃。
而且，在所述的步骤四中，在冷却过程中，使用的冷水为常温水，温度为25℃左右。
而且，在所述的步骤五中，烘干除水过程中，烘干机温度为60～80℃，烘干时间为50分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中选用不含开口爽滑剂的聚乙烯与具有良好气体阻隔性能的极性聚合物在酸酐改性聚烯烃相容剂的辅助下共混，并造粒制得改性聚乙烯。使得聚乙烯具有了良好的气体阻隔性能。改性后的聚乙烯经吹塑制成50um厚的薄膜，气体透过率可达到≤100cm3/m2.24h.1atm，显著改善了聚乙烯的气体阻隔性能。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细描述：
以下实施例中所用的原料来源如下：
聚乙烯为埃克森美孚新加坡工厂产，牌号为1002YB或抚顺石化产，牌号7042n。
乙烯乙烯醇共聚物是日本可乐丽生产，牌号为E3808。
聚酰胺为荷兰帝斯曼生产，牌号为F136-E2，或德国巴斯夫生产，牌号为B40，或天津长芦海晶集团有限公司生产，牌号为2701BR。
实例一：本发明的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，是将不含开口爽滑剂的聚乙烯与乙烯乙烯醇共聚物在酸酐改性聚烯烃的辅助下进行共混，并造粒制得。
其中聚乙烯为艾克森产，牌号为1002yb，乙烯乙烯醇共聚物为日本可乐丽产，牌号为E3080。聚乙烯重量比为90％，乙烯乙烯醇共聚物重量比为5％，酸酐改性聚烯烃重量比为5％。
三种材料在搅拌机中共混搅拌时间为3分钟。
共混后在双螺杆基础机中熔融挤出，工艺温度为一区180℃、二区220℃、三区250℃、四区250℃。
实例二：本发明的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，是将不含开口爽滑剂的聚乙烯与乙烯乙烯醇共聚物在酸酐改性聚烯烃的辅助下进行共混，并造粒制得。
其中聚乙烯为抚顺石化产，牌号为7042n，聚酰胺为天津长芦海晶集团产，牌号为2701BR。聚乙烯重量比为60％，乙烯乙烯醇共聚物重量比为20％，酸酐改性聚烯烃重量比为20％。
三种材料在搅拌机中共混搅拌时间为3分钟。
共混后在双螺杆基础机中熔融挤出，工艺温度为一区180℃、二区220℃、三区250℃、四区250℃。
实施例三，气体透过率的测定
将本发明中的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯通过吹塑成型工艺加工制得厚度为50um的薄膜，并通过氧气透过率测试仪进行气体透过率测试，执行的标准为按照GB/T 1038《塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法-压差法》进行。测试结果显示使用本发明中实例一的聚乙烯制得的薄膜的测试结果为43cm3/m2.24h.1atm，使用本发明中实例二的聚乙烯制得的薄膜的测试结果为78cm3/m2.24h.1atm，普通塑料薄膜的气体透过率一般为1000-3000cm3/m2.24h.1atm，体现出本发明中的聚乙烯具有良好的气体阻隔性能。
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：按照下列步骤进行制备：
步骤一：将聚乙烯、极性聚合物和相容剂三种原料按照体积比例进行精确称量；共混比例为聚乙烯60％-98％，极性聚合物1％-20％，相容剂1％-20％；
步骤二：将步骤一中的三种原料进行共混，并搅拌均匀；
步骤三：熔融塑化，将步骤二中共混并搅拌均匀的原料通过双螺杆挤出机熔融塑化；
步骤四：冷却切粒，将步骤三中熔融塑化的聚合物通过挤出机挤出，并在冷水中充分冷却后切粒成型；
步骤五：烘干除水，将步骤四中切粒成型的改性聚合物在干燥机中烘干除水。
2.根据权利要求1所述的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：在所述的步骤一中，所述的聚乙烯不含开口爽滑剂。
3.根据权利要求1所述的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：在所述的步骤一中，所述的极性聚合物为乙烯乙烯醇共聚物或聚酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：所述的相容剂为酸酐改性聚烯烃。
5.根据权利要求1所述的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：在所述的步骤二中，混合均匀的时间为3-5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：在所述的步骤三的熔融塑化过程中，各区的加工工艺温度分别为：一区160-180℃、二区200-250℃、三区200-250℃、四区200-250℃。
7.根据权利要求1所述的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：在所述的步骤四中，在冷却过程中，使用的冷水为常温水，温度为25℃左右。
8.根据权利要求1所述的一种具有良好气体阻隔性能的聚乙烯，其特征在于：在所述的步骤五中，烘干除水过程中，烘干机温度为60～80℃，烘干时间为50分钟。
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