CN107345015A - 一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物及其制备方法 - Google Patents

一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物及其制备方法，生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其原料组分包括：低分子量聚乙烯均聚物A，45～55份；高分子量共聚物B，35～45份；超高分子量聚乙烯均聚物C，0～15份；复合助剂D，0～10份；所述份数为质量份数。本发明组合物具有良好的加工性能，且具有≥40KJ/m2的缺口冲击强度，耐环境应力开裂在48h内0个开裂，熔体流动速率为4‑7g/10min，拉伸屈服应力≥26MPa，弯曲模量≥500MPa，密度为0.954‑0.959g/cm3，特别适用于采用吹塑工艺生产800～1000L的塑料容器桶，生产的桶具有特别良好的机械强度。

Description

一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物及其制备方法，属于新材料领域。
背景技术
目前大型中空容器制品已广泛应用于各种危险与非危险化学品、油品及其他液体的盛装，正逐步取代金属容器。吨包装集装桶(IBC桶，标准名称为中型散装容器，指用于装运液体、带有刚性塑料内容器的超大复合型散装塑料容器，俗称吨装桶、千升桶)是一个新兴且发展极为迅速的包装容器，将成为石化等行业液体包装的主要形式。2011年，全球IBC桶销量约为500万只，据美国权威杂志统计，世界IBC桶年增长率为15-20％，比其他吹塑制品高很多。目前，在国内IBC桶的生产尚处于起步阶段，2010年需求量约为85万只，但国内市场增长势头迅猛，需求量持续快速增长，年增长率高达30％以上。2012年，国内IBC桶专用料需求量约为10万t，预计2015年将达到15万t。与世界发达国家水平相比，目前国内大型中空容器行业存在较大差距，预计5年内会有较大改变。大型中空容器主要以高密度聚乙烯(HDPE)树脂为原料，优点是它也具有良好的耐化学品性和轻质性。
现有技术中大型中空容器生产用聚乙烯产品在挤出过程中具有相对低的熔体强度(意味着型坯在熔融态会发生断裂，同时生产厚壁容器时容易发生壁厚不均现象)和较差的耐环境应力开裂，耐环境应力开裂是指产品在环境中耐老化开裂时间，是衡量中空容器产品质量的重要指标之一，它的提高可使制品的使用寿命大为延长。
发明内容
本发明提供一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物及其制备方法，相对现有技术，树脂的力学性能和使用寿命均有了显著的提升，容易进行大规模工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其原料组分包括：低分子量聚乙烯均聚物A，45～55份；高分子量共聚物B，35～45份；超高分子量聚乙烯均聚物C，4～15份；复合助剂D，1～10份；所述份数为质量份数；
低分子量聚乙烯均聚物A、高分子量共聚物B、超高分子量聚乙烯均聚物C和复合助剂D的质量和为100份；
低分子量聚乙烯均聚物A的重均分子量Mw为22-48万；高分子量共聚物B由乙烯和具有5～7个碳原子的1-烯烃制得；复合助剂D为抗氧剂、热稳定剂或紫外吸收剂中的至少一种。
为了保证产品的加工性和机械性能，优选，生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物在23℃时的密度为0.954～0.959g/cm3；190℃、21.6kg下熔体流动速率为4～7g/10min。
为了进一步保证产品的加工性和机械性能，优选，高分子量共聚物B的重均分子量Mw为40-63万，具有5～7个碳原子的1-烯烃共聚单体质量占高分子量共聚物B质量的0.3-0.6％；进一步优选，具有5～7个碳原子的1-烯烃为1-戊烯、1-己烯或1-辛烯中的至少一种。
为了更进一步保证产品的加工性和机械性能，优选，分子量聚乙烯均聚物C的重均分子量Mw为112万～135万。
为了促进各组分之间的协同效应，在保证产品的力学性能的同时，延长产品的使用寿命，优选，热稳定剂为硬脂酸钙；抗氧剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的至少一种；紫外吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，熔点110-125℃，简称为1010；β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯，熔点50-55℃，简称1076；亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，熔点183-187℃，简称为168。
上述生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物的制备方法为：将低分子量聚乙烯均聚物A、高分子量共聚物B、超高分子量聚乙烯均聚物C和复合助剂D，在双螺杆挤出机于170℃～190℃下共混挤出，冷却、造粒，得生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其中，双螺杆挤出机的长径比为35-45、螺杆直径为30-35cm。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物具有良好的加工性能，且具有≥40KJ/m2的缺口冲击强度，耐环境应力开裂在48h内0个开裂，熔体流动速率为4-7g/10min，拉伸屈服应力≥26MPa，弯曲模量≥500MPa，密度为0.954-0.959g/cm3，特别适用于采用吹塑工艺生产800～1000L的塑料容器桶，生产的桶具有特别良好的机械强度。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
聚乙烯均聚物A(扬子5306J)55份；含0.3质量百分比1-辛烯为共聚单体的高分子量共聚物B(大林4570UV)35份；超高分子量聚乙烯均聚物C(北京助剂二厂MI)9份；复合助剂D 1份(包括0.2份四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；0.2份亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；0.1份硬脂酸钙；0.5份2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑)
原料在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～190℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到可用于生产大中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物。
实施例2
聚乙烯均聚物A(扬子5306J)45份；含0.3质量百分比1-辛烯为共聚单体的高分子量共聚物B(大林4570UV)45份；超高分子量聚乙烯均聚物C(北京助剂二厂MI)9份；复合助剂D 1份(包括0.2份四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；0.2份亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；0.1份硬脂酸钙；0.5份2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑)
原料在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～190℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到可用于生产大中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物。
实施例3
聚乙烯均聚物A(扬子5306J)45份；含0.6质量百分比1-辛烯为共聚单体的高分子量共聚物B(巴塞尔4261AG)45份；超高分子量聚乙烯均聚物C(北京助剂二厂MI-1)9份；复合助剂D 1份(包括0.2份四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；0.2份亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；0.1份硬脂酸钙；0.5份2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑)
原料在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～190℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到可用于生产大中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物。
实施例4
聚乙烯均聚物A(扬子5306J)45份；含0.5质量百分比1-戊烯为共聚单体的高分子量共聚物B(道达尔49080UV)39份；超高分子量聚乙烯均聚物C(北京助剂二厂MI)15份；复合助剂D 1份(包括0.2份四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；0.2份亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯；0.1份硬脂酸钙；0.5份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)
原料在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～190℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到可用于生产大中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物。
实施例5
聚乙烯均聚物A(扬子5306J)50份；含0.6质量百分比1-辛烯为共聚单体的高分子量共聚物B(北欧化工BL1487)45份；超高分子量聚乙烯均聚物C(北京助剂二厂MI)4份；复合助剂D 1份(包括0.2份四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；0.2份β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯；0.1份硬脂酸钙；0.5份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)
原料在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～190℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到可用于生产大中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物。
实施例6
聚乙烯均聚物A(扬子5306J)50份；含0.4质量百分比1-己烯为共聚单体的高分子量共聚物B(大庆DMDB4506)45份；超高分子量聚乙烯均聚物C(北京助剂二厂MI)4份；复合助剂D 1份(包括0.2份四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；0.2份β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯；0.1份硬脂酸钙；0.5份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)
原料在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～190℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到可用于生产大中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物。
实施例7
聚乙烯均聚物A(茂名TR571)50份；含0.4质量百分比1-己烯为共聚单体的高分子量共聚物B(大庆DMDB4506)45份；超高分子量聚乙烯均聚物C(北京助剂二厂MI)4份；复合助剂D 1份(包括0.2份四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；0.2份β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯；0.1份硬脂酸钙；0.5份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)
原料在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～190℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到可用于生产大中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物。
表1各实施例所得产品的性能评价表

Claims (9)

1.一种生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：其原料组分包括：低分子量聚乙烯均聚物A，45～55份；高分子量共聚物B，35～45份；超高分子量聚乙烯均聚物C，4～15份；复合助剂D，1～10份；所述份数为质量份数；
低分子量聚乙烯均聚物A、高分子量共聚物B、超高分子量聚乙烯均聚物C和复合助剂D的质量和为100份；
低分子量聚乙烯均聚物A的重均分子量Mw为22-48万；高分子量共聚物B由乙烯和具有5～7个碳原子的1-烯烃制得；复合助剂D为抗氧剂、热稳定剂或紫外吸收剂中的至少一种。
2.如权利要求1所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：其在23℃时的密度为0.954～0.959g/cm3；190℃、21.6kg下熔体流动速率为4～7g/10min。
3.如权利要求1或2所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：高分子量共聚物B的重均分子量Mw为40-63万，具有5～7个碳原子的1-烯烃共聚单体质量占高分子量共聚物B质量的0.3-0.6％。
4.如权利要求1或2所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：具有5～7个碳原子的1-烯烃为1-戊烯、1-己烯或1-辛烯中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：超高分子量聚乙烯均聚物C的重均分子量Mw为112万～135万。
6.如权利要求1或2所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：热稳定剂为硬脂酸钙。
7.如权利要求1或2所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：抗氧剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的至少一种。
8.如权利要求1或2所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其特征在于：紫外吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一种。
9.利要求1-8任意一项所述的生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物的制备方法，其特征在于：将低分子量聚乙烯均聚物A、高分子量共聚物B、超高分子量聚乙烯均聚物C和复合助剂D，在双螺杆挤出机于170℃～190℃下共混挤出，冷却、造粒，得生产大型中空容器桶的聚乙烯吹塑组合物，其中，双螺杆挤出机的长径比为35-45、螺杆直径为30-35cm。
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