CN109384990A - 一种pe功能母粒材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PE功能母粒材料及其制备工艺，属于塑料材料技术领域，该PE功能母粒材料包括聚乙烯90‑95份；润滑剂4‑5份；润滑剂由重量份数比为5‑6.5:1的润滑混合物、粘合剂组成；润滑混合物包括硬脂酸与N,N’‑乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、复合脂肪酸盐混合物、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硅酮、聚偏氟乙烯中的至少两种；粘合剂包括硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖中的至少一种。本发明中的PE功能母粒材料在吹膜的过程中形成较好的整体性和流动性，不易堆积在模口，还可减少熔体破裂的现象。

Description

一种PE功能母粒材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及塑料材料技术领域，更具体地说，它涉及一种PE功能母粒材料及其制备工艺。
背景技术
在吹膜的过程中，将塑料母粒加热融化再吹成薄膜，再挤出成型管状膜坯，在较好的熔体流动状态下通过高压空气将管膜吹胀到所要求的厚度，经冷却定型后成为薄膜。PE母粒通常被用于吹膜加工成薄膜。
申请公布号为CN105109074A、申请公布日为2015年12月02日的中国专利公开了一种双层PE包装膜的制备工艺，其具体步骤为：
(1)分别称取质量比为8.5-9∶1-1.5的PE母粒和助剂，加入混料机中进行均匀混料处理；
(2)之后再将上述混合材料进行压制处理，压延机是通过内部的薄膜模具把原料压制成所需要的膜状，然后，再在干燥箱中进行干燥成型处理，干燥箱的温度控制在80-110℃，干燥时间为30-50min；
(3)压制成型后的膜材料经过双层共挤吹膜机，其温度控制在110-130℃之间，主机频率在35-45Hz之间，牵引频率在10-18Hz；
(4)将吹膜成型的双层PE包装膜进行消毒处理，再无氧密闭空间进行干燥处理；
步骤(1)助剂为防老剂和固化剂，其中，防老剂为6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、N-苯基-α-苯胺或者2，2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体；固化剂为乙烯基三胺、二氨基环己烷或者二乙烯三胺。
现有技术虽然公开的是一种制备工艺，但在其中也公开了进行吹膜的原料，即，质量比为8.5-9∶1-1.5的PE母粒和助剂，且助剂为防老剂和固化剂。PE母粒、防老剂、固化剂形成的混合物被熔融，在吹膜的过程中，由于被吹胀形成的薄膜具有较大的比表面积，与空气之间形成充分的接触，因此，在不断形成薄膜的过程中，容易造成混合原料在模口的堆积，进而导致用于吹膜形成薄膜的原料减少并降低了薄膜的生产量；与此同时，由于模口堆积了混合原料，易阻碍新形成的薄膜，从而使新形成的薄膜质量较差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种PE功能母粒材料，在吹膜的过程中形成较好的整体性和流动性，不易堆积在模口，还可减少熔体破裂的现象。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种PE功能母粒材料，包括如下重量份数的组分：
聚乙烯90-95份；
润滑剂4-5份；
所述润滑剂由重量份数比为5-6.5∶1的润滑混合物、粘合剂组成；
所述润滑混合物包括硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、复合脂肪酸盐混合物、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硅酮、聚偏氟乙烯中的至少两种；所述粘合剂包括硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖中的至少一种。
通过上述技术方案，聚乙烯为热塑性树脂，无臭无毒，分子结构为长链线型结构。
润滑剂中，硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺均具有较好的润滑效果，两者结合形成的混合物比单独使用等量硬脂酸或单独使用等量N，N’-乙撑双硬脂酰胺时，具有更佳的润滑效果。聚乙烯蜡与聚乙烯相互配合，有助于聚乙烯蜡均匀附着于聚乙烯的表面，从而使聚乙烯达到较好的混合均匀性。此外，硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物与聚乙烯蜡之间可形成较好的协同作用，进而进一步提高形成的PE功能母粒材料的表面光滑效果。
粘合剂中，硬脂酸乙二醇双酯具有增加粘度、抗静电、减少与吹膜用的机器的表面产生粘连的作用，从而保持吹膜的模口不易堆积本申请中的熔融后的PE功能母粒材料。普鲁兰多糖具有一定的粘连效果，可达到本申请中添加的组分之间的粘连效果，但不易造成组分形成的混合物与机器之间的粘连，从而不易出现在模口堆积吹膜所用的原料(即为熔融后的PE功能母粒材料)，从而提高吹膜处理的连续性和生产效率。
通过聚乙烯、由润滑混合物和粘合剂混合形成的润滑剂一起配合，有助于使形成的本申请中的PE功能母粒材料具有较好的混合均匀性，同时，还有助于增加聚乙烯材料之间粘连效果，从而提高形成的PE功能母粒材料内部的组分之间的联合效果，且将PE功能母粒材料熔融后，仍然可使熔融后的材料达到较好的整体性，并保持良好的流动性，不易出现掉渣或者粘性过大粘附于吹膜设备的模口的现象。因此，采用本申请中的PE功能母粒材料进行吹膜处理，首先，有助于提高生产的连续性和高效性，减少熔融状态下的PE功能母粒材料经过吹膜所用的设备的金属表面时，因摩擦所造成的鲨鱼皮现象，即减少了熔体破裂的情况出现；第二，节约了电能消耗，与不添加润滑剂相比，吹膜的电能消耗降低了15％左右；第三，减少了模口堆积的熔融后的PE功能母粒材料的堆积，从而减少了吹膜所用的原料的浪费。
进一步优选为：所述润滑剂中还包括重量份数为0.5-0.8份的硅烷偶联剂KH-560。
通过上述技术方案，硅烷偶联剂KH-560有助于提高聚乙烯的浸润效果，添加之后，不仅有助于提高与聚乙烯之间的粘连作用，还有助于增加形成的PE功能母粒材料的回弹性，有利于在吹膜过程中使形成的薄膜达到较好的整体性，不易出现掉渣或者粘附在吹膜的机器的表面的情况。
进一步优选为：所述润滑剂中还包括重量份数为1-1.6份的纤维素醚，所述纤维素醚包括羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的至少一种。
通过上述技术方案，羟乙基纤维素和羟丙基纤维素均具有较好的稳定性和粘性，且羟乙基纤维素不具有凝胶性，添加之后，可使本申请中的聚乙烯与润滑剂之间形成更好的配合，不仅起到较好的润滑效果，还能使加入的组分混合形成较好的整体性。在吹膜的过程中，形成的PE功能母粒材料被充分熔融，此时，纤维素醚与聚乙烯以及其他组分之间形成更为充分的接触，使PE功能母粒材料被熔融后具有较好的整体性，不易粘连在模口。
进一步优选为：所述润滑剂中还包括0.3-0.6份的增塑剂，所述增塑剂由重量份数比为2-3∶1∶1.1-1.5的甘油、萘油、芳烃油组成。
通过上述技术方案，甘油、萘油、芳烃油按照上述重量份数比例范围内的用量进行配合，获得的增塑剂，不仅可使获得的PE功能母粒材料具有较易加工的效果，还可使其柔韧性增强，在吹膜的操作中，不易使熔融后的PE功能母粒材料不易堆积粘附在模口。
进一步优选为：所述润滑剂中还包括重量份数为0.2-0.3份的亚乙基双硬脂酰胺。
通过上述技术方案，亚乙基双硬脂酰胺具有较好的润滑和分散的效果，有助于使本申请中加入的组分得到更为充分的混合。
进一步优选为：所述聚乙烯由LDPE和HDPE组成。
通过上述技术方案，LDPE即为低密度聚乙烯，密度低，质地较软；HDPE为高密度聚乙烯，密度较高，质地较硬。两种聚乙烯相互配合，有利于使形成的本申请中的PE功能母粒材料具有适中的软硬程度，也在一定程度上减少了在吹膜过程中，熔融后的PE功能母粒材料粘附在吹膜用的机器表面的可能。
进一步优选为：所述聚乙烯中，LDPE和HDPE的重量份数比为2.3-3.5∶1。
通过上述技术方案，以上述比例范围内的LDPE和HDPE相互混合，可使获得的PE功能母粒材料具有更为合适的软硬程度，从而更有利于进行吹膜处理。
本发明的目的二在于提供一种PE功能母粒材料的制备工艺，使形成的PE功能母粒材料具有较好的整体性和混合均匀性，不易出现粒料松散的现象，有利于快速且准确称量吹膜处理时需要的用量，且有助于提高使用PE功能母粒材料进行吹膜处理时的生产效率。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种PE功能母粒材料的制备工艺，包括如下步骤：
步骤一，按照重量份数，将润滑混合物、粘合剂、硅烷偶联剂KH-560、增塑剂充分混合形成润滑剂；将纤维素醚、亚乙基双硬脂酰胺与聚乙烯形成第一混合物；步骤二，将步骤一中获得的润滑剂加入到第一混合物中，充分混合，形成第二混合物；
步骤三，将步骤二中获得的第二混合物加热至110-140℃，挤出、水冷热切，获得PE功能母粒材料。
通过上述技术方案，在步骤一中，先将液态状的组分进行混合，获得润滑剂，同时，将固体状态的组分进行混合，形成第一混合物，有助于分别使润滑剂和第一混合物获得充分的混合。
再将润滑剂与第一混合物进行混合，从而更易使获得的第二混合物具有较好的均匀性。进而在挤出造粒的过程中，更有利于使获得的PE功能母粒材料中的组分较为均匀，在后期进行吹膜操作时，可快速且准确地称取所需要的PE功能母粒材料，也更有利于提高生产效率。
进一步优选为：所述步骤一的增塑剂中，按照重量份数，将萘油与芳烃油充分混合，加入甘油，再充分混合，形成增塑剂，再于步骤二中进行混合。
通过上述技术方案，有助于分别使获得的增塑剂和第二混合物具有均匀的混合效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过聚乙烯、润滑剂一起配合，有助于使形成的本申请中的PE功能母粒材料具有较好的混合均匀性，同时，还有助于增加聚乙烯材料之间粘连效果，从而提高形成的PE功能母粒材料内部的组分之间的联合效果；因此，采用本申请中的PE功能母粒材料进行吹膜处理，首先，仍然可使熔融后的材料达到较好的整体性，并保持良好的流动性，不易出现掉渣或者粘性过大粘附于吹膜设备的模口的现象，从而有助于提高生产的连续性和高效性和产量，还减少熔融状态下的PE功能母粒材料经过吹膜所用的设备的金属表面时，因摩擦所造成的鲨鱼皮现象，即减少了熔体破裂的情况出现；
2.节约了电能消耗，与不添加润滑剂相比，吹膜的电能消耗降低了15％左右；
3.减少了模口堆积的熔融后的PE功能母粒材料的堆积，从而减少了吹膜所用的原料的浪费。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种PE功能母粒材料，所包括的组分及其相应的重量份数如表1所示，且通过如下步骤制备获得：
步骤一，将润滑混合物、粘合剂充分混合形成润滑剂；将聚乙烯分散后称为第一混合物；
步骤二，将步骤一中获得的润滑剂加入到第一混合物中，充分混合，形成第二混合物；
步骤三，将步骤二中获得的第二混合物加热至110-140℃，挤出、水冷热切，获得PE功能母粒材料。
其中，聚乙烯由重量份数比为2.3∶1的LDPE和HDPE组成；
润滑剂由重量份数比为5∶1的润滑混合物、粘合剂组成，且润滑混合物由重量份数比为1∶1.2的硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、聚乙烯蜡组成；粘合剂由重量份数比为1.6∶1的硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖组成。
实施例2-6：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，所包括的组分及其相应的重量份数如表1所示。且实施例3-6中，硅烷偶联剂KH-560、增塑剂添加在形成润滑剂的过程中，而将纤维素醚、亚乙基双硬脂酰胺添加在形成第一混合物的过程中。其中，增塑剂由重量份数比为2∶1∶1.5的甘油、萘油、芳烃油组成；纤维素醚为重量份数比为1∶1的羟乙基纤维素、羟丙基纤维素。
表1实施例1-6中所包括的组分及其相应的重量份数
实施例7：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，润滑剂由重量份数比为6∶1的润滑混合物、粘合剂组成。
实施例8：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，润滑剂由重量份数比为6.5∶1的润滑混合物、粘合剂组成。
实施例9：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，润滑混合物由重量份数比为1∶1的硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、聚乙烯蜡组成；粘合剂由重量份数比为1∶1的硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖组成。
实施例10：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，润滑混合物由重量份数比为3∶1的硅酮跟硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物组成；粘合剂由重量份数比为1.6∶1的硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖组成。
实施例11：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，润滑混合物由重量份数比为1∶1∶1.2∶1∶1∶1的硬脂酸与N，N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硅酮、聚偏氟乙烯组成。
实施例12：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，聚乙烯由重量份数比为2.8∶1的LDPE和HDPE组成。
实施例13：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，聚乙烯由重量份数比为3.5∶1的LDPE和HDPE组成。
实施例14：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，聚乙烯为LDPE。
实施例15：一种PE功能母粒材料，与实施例1的区别在于，聚乙烯为HDPE。
实施例16：一种PE功能母粒材料，与实施例2的区别在于，增塑剂由重量份数比为2.5∶1∶1.2的甘油、萘油、芳烃油组成。
实施例17：一种PE功能母粒材料，与实施例2的区别在于，增塑剂由重量份数比为3∶1∶1.1的甘油、萘油、芳烃油组成。
实施例18：一种PE功能母粒材料，与实施例2的区别在于，纤维素醚为羟乙基纤维素。
实施例19：一种PE功能母粒材料，与实施例2的区别在于，纤维素醚为羟丙基纤维素。
对比例1：一种PE母粒材料，与实施例1的区别在于，不添加润滑剂，为重量份数为100份的聚乙烯。
对比例2：一种PE母粒材料，与实施例1的区别在于，润滑剂用等量的聚乙烯蜡代替润滑混合物和粘合剂。
试验一：外观试验
试验样品：从同一批生产获得的实施例1中挑选500gPE功能母粒材料作为试验样1，采用相同的方式分别选取500g试验样2-19。
试验方法：观察试验样1-19，记录每种样品的外观情况，并分析。
试验结果：试验样1-19的外观情况如表2所示。
表2试验样1-19的外观情况
试验样品 外观情况
试验样1 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样2 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样3 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样4 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样5 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样6 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样7 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样8 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样9 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样10 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样11 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样12 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样13 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样14 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样15 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样16 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样17 无气孔、紧致、表面光滑均匀饱满
试验样18 无气孔、较为紧致、表面较为光滑均匀饱满
试验样19 无气孔、较为紧致、表面较为光滑均匀饱满
由表2可知，试验样1-17均无气孔、紧致且表面光滑均匀饱满，说明润滑剂的添加，对母粒的外观以及内部结构均会造成较大的影响，使母粒内部紧致，各组分之间分散均匀且连接紧密。试验样18-19的内部不如试验样1-17的紧致，且表面不如试验样1-17的光滑，说明纤维素醚的种类选择对试验样品的组分连接紧密和均匀程度均会造成一定的影响。
试验二：吹膜操作试验
试验样品：采用实施例1-19作为试验样1-19，选取对比例1-2作为试验样1-2。
试验方法：分别将试验样1-19、对照样1-2进行吹膜操作，观察吹膜过程中，模口上试验样品的堆积情况，记录并分析；
试验结果：试验样1-19、对照样1-2进行吹膜操作时模口情况、如表3所示。
表3试验样1-19、对照样1-2进行吹膜操作时模口上的情况
试验样品 模口的情况 熔体破裂现象
试验样1 基本无堆积 基本未出现
试验样2 无堆积 未出现
试验样3 无堆积 未出现
试验样4 无堆积 未出现
试验样5 无堆积 未出现
试验样6 无堆积 未出现
试验样7 无堆积 未出现
试验样8 无堆积 未出现
试验样9 无堆积 未出现
试验样10 无堆积 未出现
试验样11 无堆积 未出现
试验样12 无堆积 未出现
试验样13 无堆积 未出现
试验样14 轻微堆积 轻微出现
试验样15 无堆积 轻微出现
试验样16 无堆积 未出现
试验样17 无堆积 未出现
试验样18 无堆积 未出现
试验样19 无堆积 未出现
对照样1 堆积严重 出现严重
对照样2 堆积较严重 出现较严重
由表3可知，试验样1-13、试验样16-19在吹膜的过程中，模口无堆积现象，且为出现熔体破裂的现象，说明试验样1-13、试验样16-19在吹膜的过程中，优异的润滑效果与熔融混合物的整体性佳相互配合，达到模口无堆积且无熔体破裂，且吹膜的连续性好，不易出现试验样品粘附在模口且使吹膜更加顺畅和连续。试验样14在吹膜的过程中，模口出现轻微堆积样品的现象，且试验样14和15在吹膜的过程中，轻微出现熔体破裂现象。试验样14和15出现上述的现象的主要原因在于：聚乙烯若全部选择LDPE时，熔体较软，较易在模口堆积，且出现鲨鱼皮现象；若聚乙烯若全部选择HDPE时，熔体的流动性会稍差一些，会对出现鲨鱼皮现象造成一定的影响。
而对照样1在模口的堆积现象严重，且吹膜时熔体破裂现象严重，出现非常多的鲨鱼皮的情况。而对照样2在模口的堆积现象较为严重，而吹膜时熔体破裂现象较为严重，出现鲨鱼皮的情况较多。之所以出现上述的反差，主要的原因在于：润滑剂、硅烷偶联剂KH-560、纤维素醚、增塑剂、亚乙基双硬脂酰胺的使用会减少模口堆积以及熔体破裂的现象出现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种PE功能母粒材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
聚乙烯90-95份；
润滑剂4-5份；
所述润滑剂由重量份数比为5-6.5:1的润滑混合物、粘合剂组成；
所述润滑混合物包括硬脂酸与N,N’-乙撑双硬脂酰胺形成的混合物、复合脂肪酸盐混合物、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硅酮、聚偏氟乙烯中的至少两种；
所述粘合剂包括硬脂酸乙二醇双酯、普鲁兰多糖中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种PE功能母粒材料，其特征在于，所述润滑剂中还包括重量份数为0.5-0.8份的硅烷偶联剂KH-560。
3.根据权利要求1所述的一种PE功能母粒材料，其特征在于，所述润滑剂中还包括重量份数为1-1.6份的纤维素醚，所述纤维素醚包括羟乙基纤维素、羟丙基纤维素中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种PE功能母粒材料，其特征在于，所述润滑剂中还包括0.3-0.6份的增塑剂，所述增塑剂由重量份数比为2-3:1:1.1-1.5的甘油、萘油、芳烃油组成。
5.根据权利要求1所述的一种PE功能母粒材料，其特征在于，所述润滑剂中还包括重量份数为0.2-0.3份的亚乙基双硬脂酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种PE功能母粒材料，其特征在于，所述聚乙烯由LDPE和HDPE组成。
7.根据权利要求6所述的一种PE功能母粒材料，其特征在于，所述聚乙烯中，LDPE和HDPE的重量份数比为2.3-3.5:1。
8.权利要求1-7中任意一项所述的一种PE功能母粒材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，按照重量份数，将润滑混合物、粘合剂、硅烷偶联剂KH-560、增塑剂充分混合形成润滑剂；将纤维素醚、亚乙基双硬脂酰胺与聚乙烯形成第一混合物；
步骤二，将步骤一中获得的润滑剂加入到第一混合物中，充分混合，形成第二混合物；
步骤三，将步骤二中获得的第二混合物加热至110-140℃，挤出、水冷热切，获得PE功能母粒材料。
9.根据权利要求8所述的一种PE功能母粒材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤一的增塑剂中，按照重量份数，将萘油与芳烃油充分混合，加入甘油，再充分混合，形成增塑剂，再于步骤二中进行混合。
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