CN109438799B - 适合200l以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂及其制备方法与应用 - Google Patents

适合200l以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂，是由以下重量份的组分制成：较低熔指聚乙烯树脂100份、高熔指聚乙烯树脂50～100份。本发明还公开了一种由所述适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂制备的200L以上的中空吹塑桶。采用本发明提供的适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂生产的200L以上的中空吹塑桶，具有易加工、能耗少，壁厚均匀、表面光滑度高、力学性能优良等优点。

Description

适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂及其制备方法与 应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂及其制备方法与应用。
背景技术
聚乙烯(PE)是塑料中空吹塑成型材料中最早实现商品化生产的品种，也是发展最快、应用最广的品种。其中高密度聚乙烯(HDPE)具有耐热性耐寒性优良、化学稳定性好、较高的刚性和韧性、机械强度好、耐环境应力开裂性好等优点，应用的范围很广，包括挤出包装薄膜、绳索、编织网、管材、挤出吹塑容器、中空制品、注塑日用品外壳、非承载荷构件等等。不同分子量的HDPE具有不同的力学性能和加工性能，其中材料的熔体流动速率可反映其生产加工性能，在相同的加工条件下，熔体流动速率较大的HDPE加工性较好，制品表面平整度较高。但往往加工性能较好的HDPE其力学性能不够理想，因此选择合适加工性能和力学性能的原料是生产中必须要考虑的问题。
发明内容
为了解决现有技术中采用单一原料低熔指聚乙烯树脂吹塑生产时，存在加工能耗高、加工出的成品表面粗糙度较高、部分有毛刺的问题，本发明的目的是提供一种适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂，相比于单一原料，加工出的成品表面光滑度更好、加工能耗降低、力学性能无明显降低。
本发明的另一个目的是提供一种所述适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂的制备方法。
本发明的再一个目的是提供一种所述适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂的应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂，是由以下重量份的组分制成：
较低熔指聚乙烯树脂 100份；
高熔指聚乙烯树脂 50～100份。
所述较低熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯(HDPE)，23℃密度为0.94～0.96g/cm3，熔体流动速率为1.5g～3.5g/10min；本发明中熔体流动速率检测条件均为190℃，负荷21.6KG。本发明实施例中所用较低熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯(HDPE)，聚乙烯树脂A为新疆独山子石化公司的HD5420GA、聚乙烯树脂E为卡塔尔石油化工有限公司的HDPE TR-571。
所述高熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯(HDPE)，23℃密度为0.94～0.96g/cm3，熔体流动速率为7～12g/10min；本发明中熔体流动速率检测条件均为190℃，负荷21.6KG。本发明实施例中所用高熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯(HDPE)，聚乙烯树脂B为巴西Braskem的HDPE-HS 5608、聚乙烯树脂C为卡塔尔石油化工有限公司的HDPE Q 50100、聚乙烯树脂D为中海壳牌石油化工有限公司的HDPE 5421B。
所述适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂的熔体流动速率为4～8g/10min。
本发明的另一个方面提供了一种所述适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：
将100份较低熔指聚乙烯树脂、50～100份高熔指聚乙烯树脂混合均匀，加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，获得所述适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂。
所述双螺杆挤出机中螺杆直径为150mm，长径比为25，螺杆电机功率为132KW。
所述双螺杆挤出机中进料区温度为50℃。
所述双螺杆挤出机中加工各区温度为180℃～200℃。
所述双螺杆挤出机中加工各区温度为：1区180℃，2区190℃，3区200℃，4区200℃，5区200℃，6区180℃，7区190℃，8区200℃，9区200℃。
本发明的再一个方面提供了一种由所述适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂制备的200L以上的中空吹塑桶。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供了一种适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂，通过本发明的共混聚乙烯树脂生产的200L以上的中空吹塑桶，较之原本使用的低熔指聚乙烯树脂生产的吹塑桶，表面光滑度更好、加工能耗降低、力学性能及耐化学性能无明显变化，解决了现有技术中采用单一原料低熔指聚乙烯树脂吹塑生产时，存在加工能耗高、加工出的成品表面粗糙度较高、部分有毛刺的问题。
采用本发明提供的适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂生产的200L以上的吹塑桶，具有易加工、能耗少，壁厚均匀、表面光滑度高、力学性能优良等优点。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在通过以下实施例对本发明的目的予以阐明、解释的情形下，所有组分均以重量份为通用标准予以释明。在无特别说明的情况下，为简明起见，本发明实施例中所述的“份”与重量份具有相同的意义。
本发明实施例中所用较低熔指聚乙烯树脂，23℃密度为0.94～0.96g/cm3，熔体流动速率检测条件均为190℃，负荷21.6KG。
本发明实施例中所用高熔指聚乙烯树脂，23℃密度为0.94～0.96g/cm3，熔体流动速率检测条件均为190℃，负荷21.6KG。
本发明实施例中所用较低熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯(HDPE)，聚乙烯树脂A为新疆独山子石化公司的HD5420GA、聚乙烯树脂E为卡塔尔石油化工有限公司的HDPETR-571。
本发明实施例中所用高熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯(HDPE)，聚乙烯树脂B为巴西Braskem的HDPE-HS 5608、聚乙烯树脂C为卡塔尔石油化工有限公司的HDPE Q50100、聚乙烯树脂D为中海壳牌石油化工有限公司的HDPE 5421B。
实施例1
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、50份聚乙烯树脂B(熔体流动速率8.5g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为4.3g/10min)，双螺杆挤出机螺杆直径为150mm，长径比为25，螺杆电机功率为132KW，加工温度为180℃，挤出机各工段温度为：进料区：50℃，1区180℃，2区190℃，3区200℃，4区200℃，5区200℃，6区180℃，7区190℃，8区200℃，9区200℃，吹塑成型，获得200L中空吹塑桶。
实施例2
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、70份聚乙烯树脂B(熔体流动速率8.5g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为4.8g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例3
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、90份聚乙烯树脂B(熔体流动速率8.5g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为5.2g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例4
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、50份聚乙烯树脂C(熔体流动速率10.0g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为4.7g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例5
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、75份聚乙烯树脂C(熔体流动速率10.0g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为5.5g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例6
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、100份聚乙烯树脂C(熔体流动速率10.0g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为6.2g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例7
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、70份聚乙烯树脂D(熔体流动速率12g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为6.3g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例8
将100份聚乙烯树脂A(熔体流动速率2.1g/10min)、90份聚乙烯树脂D(熔体流动速率12g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为6.8g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例9
将100份聚乙烯树脂E(熔体流动速率3.1g/10min)、75份聚乙烯树脂B(熔体流动速率8.5g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为5.4g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例10
将100份聚乙烯树脂E(熔体流动速率3.1g/10min)、75份聚乙烯树脂C(熔体流动速率10.0g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为6.0g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
实施例11
将100份聚乙烯树脂E(熔体流动速率3.1g/10min)、75份聚乙烯树脂D(熔体流动速率12g/10min)机械搅拌，用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混获得适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂(熔体流动速率为6.9g/10min)，吹塑成型获得200L中空吹塑桶，加工参数同实施例1。
性能测试
将实施例1～11生产的200L中空吹塑桶以及单原料聚乙烯树脂A、单原料聚乙烯树脂E生产的200L中空吹塑桶作为测试及实验对象，测试其加工时的挤出机压力、能耗及裁样相关力学性能。吹塑机采用秦川SJC230吹塑机，拉伸强度采用方法为GB/T1040.2-2006，弯曲强度采用方法为GB/T9341-2008，冲击强度采用方法为GB/T1043-2008，耐环境应力开裂采用GB/T1842-2008。
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0001773624340000061
从表1中数据可以看出，在较低熔指聚乙烯树脂A、E中共混高熔指聚乙烯树脂B、C、D时，材料的拉伸、弯曲性能以及抗冲击性能无特别明显的变化(变化率＜5％)，而加工性能改善较大，其中较低熔指聚乙烯树脂A、E挤出压力变化可达20％左右，单桶能耗最大可减小15％左右，综合考虑，对低熔指聚乙烯树脂利用高熔指聚乙烯树脂进行共混改性用来生产200L以上中空吹塑桶具有较大的实用意义。因此，本申请的共混聚乙烯树脂具有更好的加工性能，这一点可以从加工挤出压力和单桶能耗明显看出，另外，树脂往往加工性能好意味着力学性能会有所下降，但本申请测出的力学性能包括弯曲、拉伸、冲击性能均没有下降，有的实施例比单原料聚乙烯树脂的性能更好，由此体现出本发明的优势。
对比例1
专利201711184585.7公开了一种适合吹塑工艺制备透明中空制品的聚丙烯树脂：制备乙烯含量为3wt％、熔体流动速率为0.3g/10min的乙烯-丙烯无规共聚聚丙烯A，以及熔体流动速率为2.0g/10min的均聚聚丙烯B，取50份无规共聚聚丙烯A和50份均聚聚丙烯B均匀混合后，进行同向双螺杆挤出机熔融造粒，即得。同向双螺杆挤出机的螺杆直径为25mm，长径比40，加工温度为220℃，螺杆转速为200r/min。
对比例2
专利201711474529.7公开了一种低温抗冲击聚丙烯树脂的制备方法，包括以下步骤：将熔体流动速率分别为0.1、0.3、0.6和1.5g/10min的70份丙烯和乙烯的嵌段共聚物(乙烯含量为3-8wt％)与熔体流动速率为0.25g/10min的30份高密度聚乙烯均匀混合后造粒，得到低温抗冲聚丙烯树脂，该树脂通过挤吹工艺吹瓶，挤出温度为210℃。
以上所列举的两个对比例(对比例1和2)所获得的聚丙烯树脂只能用于10L以下的吹塑桶，不能用于200L以上的中空吹塑桶，而且聚丙烯树脂的加工温度高于聚乙烯树脂的加工温度，能耗更高，另外，以上所列举的两个对比例(对比例1和2)所获得的聚丙烯树脂冲击性能远远低于本申请实施例所获得的共混聚乙烯树脂的冲击性能，因此，本申请实施例所获得的共混聚乙烯树脂可以应用于200L以上的中空吹塑桶。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂，其特征在于：是由以下重量份的组分制成：
较低熔指聚乙烯树脂 100份；
高熔指聚乙烯树脂 50～100份；
所述较低熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯，23℃密度为0.94～0.96g/cm3，熔体流动速率为1.5g～3.5g/10min；
所述较低熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯的牌号为HD5420GA或HDPE TR-571；
所述高熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯，23℃密度为0.94～0.96g/cm3，熔体流动速率为7～12g/10min；
所述高熔指聚乙烯树脂采用高密度聚乙烯的牌号为HDPE-HS 5608、HDPE Q 50100或HDPE 5421B；
所述共混聚乙烯树脂的熔体流动速率为4～8g/10min。
2.一种权利要求1所述的适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将100份较低熔指聚乙烯树脂、50～100份高熔指聚乙烯树脂混合均匀，加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，获得所述共混聚乙烯树脂；
所述双螺杆挤出机中螺杆直径为150mm，长径比为25，螺杆电机功率为132KW；
所述双螺杆挤出机中进料区温度为50℃；
所述双螺杆挤出机中加工各区温度为180℃～200℃；
所述双螺杆挤出机中加工各区温度为：1区180℃，2区190℃，3区200℃，4区200℃，5区200℃，6区180℃，7区190℃，8区200℃，9区200℃。
3.一种由权利要求1所述的适合200L以上中空吹塑桶用共混聚乙烯树脂制备的200L以上的中空吹塑桶。
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