CN109836667A

CN109836667A - 一种聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺

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Publication number: CN109836667A
Application number: CN201910130279.8A
Authority: CN
Inventors: 朱学亮; 田军委; 苏美南; 刘洋
Original assignee: Jinzhou Innover Technology Service Co Ltd
Current assignee: Jinzhou Innover Technology Service Co Ltd
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-06-04

Abstract

本发明实施例公开了一种聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，涉及聚乙烯生产技术领域。所述工艺包括：聚乙烯低温破碎处理；过筛网；筛上部分和开口剂高速分散；送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。本发明将除开口剂以外的原料先后经过低温破碎、过筛、高速混合，即可得到充分分散的开口剂无机初级粒子，通过该方法有效避免无机初级粒子团聚成大颗粒无机粒子，与传统工艺制得的开口剂母粒组合物对比，同等添加量的条件下，所制得的薄膜制品的开口性能更好，摩擦系数更低，同时提高薄膜制品的力学性能，降低其雾度。

Description

一种聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺

技术领域

本发明实施例涉及聚乙烯生产技术领域，具体涉及一种聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺。

背景技术

近年来，国内聚烯烃的产能和需求量持续增长，聚烯烃薄膜广泛应用于食品包装、医药包装、文化用品包装及农用薄膜包装方面，但是吹膜过程中形成静电、真空、两层薄膜间的高分子相互缠绕，薄膜容易粘连，难以开口。为了防止这种现象，通常在聚乙烯薄膜生产工艺中添加开口剂或以母粒形式存在的开口剂。其原理是在薄膜表面形成许多微细而坚硬的突起，使外部空气易于进入到两层薄膜之间，避免在两层贴合在一起的薄膜之间形成真空，从而起到防止薄膜粘连的作用。

开口剂例如二氧化硅、滑石粉等，是由天然矿物经磨碎等一系列加工而成，单个开口剂的颗粒细度一般可以达到0.2～5μm，分散均匀后基本不影响薄膜的雾度，但是如此细度的无机颗粒在薄膜工艺中分散困难，初级粒子极易团聚，形成大尺寸的次级粒子，影响薄膜制品的透明度。

开口剂母粒制作工艺主要为：开口剂和载体树脂先简单物理混合，然后双螺杆造粒。此工艺同样造成开口剂无法充分分散，开口剂母粒在使用过程中也无法充分分散开口剂，造成制品雾度高，甚至力学性能受到影响。某些开口剂母粒的制造过程中，采用添加分散剂的方法来改善分散问题，如果分散剂添加量少则达不到分散效果，添加量较多时，由于分散剂多为有机低分子，易于从树脂中析出，从而造成制品表面发粘，雾度升高等问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，以解决现有技术中的开口剂母料组合物存在的制品开口性能不佳的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，所述工艺包括以下步骤：

1)在氮气保护下，对聚乙烯进行破碎处理，所述破碎温度≤-30℃；

2)步骤1)得到的破碎物在≤0℃的温度下过筛网，筛上部分待用，所述筛网粒径为300～800目；

3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，得到原料混合物，按重量百分含量计，所述原料混合物包括聚乙烯45～99.9％和开口剂0.1～55％；

4)步骤3)得到的原料混合物送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。

在本发明的一个实施例中，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯、线性聚乙烯、低密度聚乙烯中的一种或多种，所述聚乙烯为熔融指数是0.2～50g/10min(测试条件为210℃，2.16kg)的粉料或粒料。

在本发明的另一实施例中，所述开口剂选自二氧化硅、滑石粉、镁铝水滑石、硅藻土、陶土、碳酸钙、玻璃微球中的一种或多种，所述开口剂的细度为0.2-0.7微米。

在本发明的又一个实施例中，步骤3)中，所述高速分散机的转速为1800-3000转/分钟，时间为20-35分钟。

在本发明的再一个实施例中，所述聚乙烯开口剂母粒组合物还包括爽滑剂、抗氧剂、成核剂、加工助剂、除酸剂、抗静电剂、光稳定剂中的一种或几种。

进一步地，步骤1)中，在氮气保护下，对除开口剂以外的组分分别进行破碎处理，所述破碎温度≤-30℃；2)步骤1)得到的破碎物在≤0℃的温度下分别过筛网，筛上部分待用，所述筛网粒径为300～800目；3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，得到原料混合物，按重量百分含量计，所述原料混合物还包括5～20％爽滑剂、0.1～20％抗氧剂、2～10％成核剂、1～3％加工助剂、0.05～10％除酸剂、0.01-5％抗静电剂、2～12％光稳定剂中的一种或几种。

进一步地，所述爽滑剂选自芥酸酰胺、油酸酰胺、双撑硬脂酸酰胺、单硬脂酸甘油酯、山嵛酸酰胺、褐煤基胺中的一种或多种；所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂FS-042、抗氧剂P-EPQ、抗氧剂9288中的一种或多种；所述成核剂选自透明剂3988、成核剂NA-11、成核剂NA-21、苯甲酸钠中的一种或多种；所述加工助剂选自氟弹性体、聚乙烯蜡、聚醋酸乙烯蜡中的一种或两种；所述除酸剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、合成水滑石中的一种或两种；所述抗静电剂为抗静电剂1800；所述光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂770、光稳定剂2020、光稳定剂UV-531、光稳定剂UV-326、光稳定剂UV-327、光稳定剂UV-329中的一种或多种。

进一步地，步骤4)中，所述双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为：一区110～125℃、二区130～150℃、三区170～190℃、四区170～190℃、五区170～190℃、六区170～190℃、七区170～190℃和八区130～150℃，机头温度为130～170℃，双螺杆挤出机喂料螺杆转速450～650r/min，主机螺杆转速200～400r/min。

在本发明的实施方式的第二方面中，提供了一种上述工艺制得的聚乙烯开口剂母粒组合物在聚乙烯造粒或制品加工过程中的应用，所述聚乙烯开口剂母粒组合物的添加量为聚乙烯粉料或粒料的0.1％～30wt.％。

根据本发明的实施方式，本发明具有如下优点：

1、本发明将除开口剂以外的原料先后经过低温破碎、过筛、高速混合，即可得到充分分散的开口剂无机初级粒子，通过该方法有效避免无机初级粒子团聚成大颗粒无机粒子，进而影响制品开口性能、雾度及力学性能。其中，控制破碎温度在较低温度下进行，防止较低熔点的添加剂破碎时粘连从而影响磨碎的细度。控制原料粒度和高速分散机的转速，解决分散性问题。控制挤出机的各项参数，使无机开口剂分散更为均匀。

2、本发明工艺制得的聚乙烯开口母粒，避免了传统开口剂母粒不添加分散剂时分散困难，添加分散剂时，分散剂容易析出造成表面污染、雾度升高等问题。与传统工艺制得的开口剂母粒组合物对比，同等添加量的条件下，所制得的薄膜制品开口性能更好，摩擦系数更低，同时提高薄膜制品的力学性能，降低其雾度。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。

本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。如果无特殊说明，以下实施例中百分号％均指重量百分含量。

实施例1

本实施例的聚乙烯开口剂母粒组合物包括聚乙烯和开口剂，其中，聚乙烯：高密度聚乙烯粉料，熔融指数为2g/10min(测试条件为210℃，2.16kg)；开口剂：细度为0.5微米的二氧化硅。

制作工艺包括以下步骤：

1)在氮气保护下，对聚乙烯进行破碎处理，破碎温度为-35℃；

2)步骤1)得到的破碎物在-5～0℃的温度下过筛网，筛上部分待用，筛网粒径为300目；

3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，高速分散机的转速为1800转/分钟，时间为35分钟，得到原料混合物，按重量百分含量计，原料混合物包括聚乙烯62％和开口剂38％；

4)步骤3)得到的原料混合物送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。其中，双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为：一区110℃、二区135℃、三区180℃、四区180℃、五区180℃、六区185℃、七区170℃和八区135℃，机头温度为145℃，双螺杆挤出机喂料螺杆转速500r/min，主机螺杆转速350r/min。

实施例2

本实施例的聚乙烯开口剂母粒组合物包括聚乙烯和开口剂，其中，聚乙烯：线性聚乙烯粒料，熔融指数为4g/10min(测试条件为210℃，2.16kg)；开口剂：细度为0.2微米的镁铝水滑石。

制作工艺包括以下步骤：

1)在氮气保护下，对聚乙烯进行破碎处理，破碎温度为-40℃；

2)步骤1)得到的破碎物在-10～-5℃的温度下过筛网，筛上部分待用，筛网粒径为450目；

3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，高速分散机的转速为2500转/分钟，时间为30分钟，得到原料混合物，按重量百分含量计，原料混合物包括聚乙烯76％和开口剂24％；

4)步骤3)得到的原料混合物送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。其中，双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为：一区115℃、二区145℃、三区170℃、四区185℃、五区190℃、六区175℃、七区175℃和八区140℃，机头温度为170℃，双螺杆挤出机喂料螺杆转速450r/min，主机螺杆转速220r/min。

实施例3

本实施例的聚乙烯开口剂母粒组合物包括聚乙烯和开口剂，其中，聚乙烯：低密度聚乙烯粉料，熔融指数为8g/10min(测试条件为210℃，2.16kg)；开口剂：细度为0.5微米的硅藻土。

制作工艺包括以下步骤：

1)在氮气保护下，对聚乙烯进行破碎处理，破碎温度为-30℃；

2)步骤1)得到的破碎物在0℃的温度下过筛网，筛上部分待用，筛网粒径为450目；

3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，高速分散机的转速为2200转/分钟，时间为35分钟，得到原料混合物，按重量百分含量计，原料混合物包括聚乙烯48％和开口剂52％；

4)步骤3)得到的原料混合物送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。其中，双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为：一区120℃、二区150℃、三区175℃、四区175℃、五区180℃、六区180℃、七区185℃和八区150℃，机头温度为135℃，双螺杆挤出机喂料螺杆转速470r/min，主机螺杆转速300r/min。

实施例4

本实施例的聚乙烯开口剂母粒组合物包括聚乙烯、开口剂、爽滑剂、抗氧剂，其中，聚乙烯：高密度聚乙烯粉料，熔融指数为30g/10min(测试条件为210℃，2.16kg)；开口剂：细度为0.3微米的二氧化硅；爽滑剂为芥酸酰胺；抗氧剂为抗氧剂1076。

制作工艺包括以下步骤：

1)在氮气保护下，对除开口剂以外的组分分别进行破碎处理，破碎温度为-32℃；

2)步骤1)得到的破碎物在-10～-5℃的温度下分别过筛网，筛上部分待用，筛网粒径为500目；

3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，得到原料混合物，按重量百分含量计，原料混合物包括聚乙烯50％、开口剂41％、5.8％爽滑剂、3.2％抗氧剂；

4)步骤3)得到的原料混合物送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。其中，双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为：一区110℃、二区140℃、三区185℃、四区185℃、五区190℃、六区175℃、七区170℃和八区145℃，机头温度为165℃，双螺杆挤出机喂料螺杆转速520r/min，主机螺杆转速380r/min。

实施例5

本实施例的聚乙烯开口剂母粒组合物包括组分聚乙烯、开口剂、成核剂、除酸剂、抗静电剂，其中，聚乙烯：低密度聚乙烯粒料，熔融指数为42g/10min(测试条件为210℃，2.16kg)；开口剂：细度为0.7微米的镁铝水滑石；成核剂为透明剂3988、除酸剂为硬脂酸钙、抗静电剂为抗静电剂1800。

制作工艺包括以下步骤：

1)在氮气保护下，对除开口剂以外的组分分别进行破碎处理，破碎温度为-35℃；

2)步骤1)得到的破碎物在0℃的温度下过筛网，筛上部分待用，筛网粒径为300～600目；

3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，得到原料混合物，按重量百分含量计，原料混合物包括聚乙烯58.2％、开口剂36.2％、成核剂2.1％、除酸剂1.8％、抗静电剂1.7％；

4)步骤3)得到的原料混合物送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。其中，双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为：一区125℃、二区130℃、三区170℃、四区170℃、五区170℃、六区170℃、七区185℃和八区150℃，机头温度为150℃，双螺杆挤出机喂料螺杆转速600r/min，主机螺杆转速200r/min。

对比例1

本对比例的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺为传统工艺，开口剂和载体树脂(聚乙烯)先简单物理混合，然后双螺杆造粒，具体步骤为：常温条件下，将聚乙烯(高密度聚乙烯粉料，熔融指数为25g/10min(测试条件为210℃，2.16kg))62％和开口剂(细度为0.5微米的二氧化硅)38％添加到高速分散机中进行混合，高速分散机的转速为1800转/分钟，时间为35分钟，得到的原料混合物送入双螺杆挤出机中进行熔融共混、挤出、冷却、吹干和切粒(工艺参数条件同实施例1)，即可得到聚乙烯开口剂母粒组合物。

对比例2

本对比例的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺与实施例1的区别仅在于，步骤3)中，高速分散机的转速为1500转/分钟，时间为40分钟。

测试例

对实施例1-5及对比例1-2制得的开口剂母粒组合物分别以1.2wt.％的添加量与聚乙烯混合，经吹膜机吹膜，对所制得的薄膜制品(膜厚40μm)的开口性能、力学性能及光学性能进行测试，结果见表1。

表1

结果表明：与对比例1-2相比较，本发明实施例的工艺制得的开口剂母粒组合物添加到聚乙烯中，摩擦系数降低，说明具有更优异的薄膜开口性能，且薄膜制品的力学性能及光学性能都有改善。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

2)步骤1)得到的破碎物在≤0℃的温度下过筛网，筛上部分待用，所述筛网孔径为300～800目；

2.根据权利要求1所述的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯、线性聚乙烯、低密度聚乙烯中的一种或多种，所述聚乙烯为熔融指数是0.2～50g/10min(测试条件为210℃，2.16kg)的粉料或粒料。

3.根据权利要求1所述的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，所述开口剂选自二氧化硅、滑石粉、镁铝水滑石、硅藻土、陶土、碳酸钙、玻璃微球中的一种或多种，所述开口剂的细度为0.2～0.7微米。

4.根据权利要求1所述的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，步骤3)中，所述高速分散机的转速为1800～3000转/分钟，时间为20～35分钟。

5.根据权利要求1所述的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，所述聚乙烯开口剂母粒组合物还包括爽滑剂、抗氧剂、成核剂、加工助剂、除酸剂、抗静电剂、光稳定剂中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，步骤1)中，在氮气保护下，对除开口剂以外的组分分别进行破碎处理，所述破碎温度≤-30℃；2)步骤1)得到的破碎物在≤0℃的温度下分别过筛网，筛上部分待用，所述筛网粒径为300～800目；3)步骤2)得到的筛上部分和开口剂添加到高速分散机中进行混合，得到原料混合物，按重量百分含量计，所述原料混合物还包括5～20％爽滑剂、0.1～20％抗氧剂、2～10％成核剂、1～3％加工助剂、0.05～10％除酸剂、0.01～5％抗静电剂、2～12％光稳定剂中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，所述爽滑剂选自芥酸酰胺、油酸酰胺、双撑硬脂酸酰胺、单硬脂酸甘油酯、山嵛酸酰胺、褐煤基胺中的一种或多种；所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂330、抗氧剂3114、抗氧剂FS-042、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂P-EPQ、抗氧剂9288中的一种或多种；所述成核剂选自透明剂3988、成核剂NA-11、成核剂NA-21、苯甲酸钠中的一种或多种；所述加工助剂选自氟弹性体、聚乙烯蜡、聚醋酸乙烯蜡中的一种或两种；所述除酸剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、合成水滑石中的一种或两种；所述抗静电剂为抗静电剂1800；所述光稳定剂为光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂770、光稳定剂2020、光稳定剂UV-531、光稳定剂UV-326、光稳定剂UV-327、光稳定剂UV-329中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的聚乙烯开口剂母粒组合物的制作工艺，其特征在于，步骤4)中，所述双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为：一区110～125℃、二区130～150℃、三区170～190℃、四区170～190℃、五区170～190℃、六区170～190℃、七区170～190℃和八区130～150℃，机头温度为130～170℃，双螺杆挤出机喂料螺杆转速450～650r/min，主机螺杆转速200～400r/min。

9.权利要求1-8任一所述的工艺制得的聚乙烯开口剂母粒组合物在聚乙烯造粒或制品加工过程中的应用，所述聚乙烯开口剂母粒组合物的添加量为聚乙烯粉料或粒料的0.1％-30wt.％。