CN110684260A - 一种聚乙烯熔体流动速率调节剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯熔体流动速率调节剂及其制备方法。所述的聚乙烯熔体流动速率调节剂，按质量份数计，包括如下组分：双叔丁基过氧异丙基苯25～40份，石墨烯1～5份，过氧化二叔丁基1～5份，马来酸酐接枝聚烯烃5～10份和载体40～60份。本发明提出的聚乙烯熔体流动速率调节剂在加工时添加到再生聚乙烯中以降低熔体流动速率，聚乙烯熔体流动速率调节剂具有添加量少，降低熔体流动速率效果稳定，不影响生产工艺条件等优点，再生聚乙烯加工时添加聚乙烯熔体流动速率调节剂以后，在不降低其他力学性能的前提下，熔体流动速率可降低40％以上。

Description

一种聚乙烯熔体流动速率调节剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚乙烯加工技术领域，尤其是涉及一种聚乙烯熔体流动速率调节剂及其制备方法。
背景技术：
在国家提倡绿色环保，循环再生的健康经济发展趋势下，作为21世纪使用最广泛，使用量最大的塑料材料是响应国家号召的重点循环再生对象。2018年以前，由于进口的再生塑料价格低廉，性能优良，我国每年平均对外进口量达几千万吨。2018年限塑令出台之后，随着塑料进口量的锐减，再生塑料行业在原材料上的目光越来越多地转向国内，由于国内政策长期对垃圾分类不够重视，回收破碎后的再生塑料成分复杂，加工性能差，市场迫切需要对再生塑料的加工性能进行调节的改性剂。
熔体流动速率，是PE加工中的一个非常重要的参数指标，其直接决定了熔料在挤出机的机筒和模具中的流动性能，进而决定了最终塑料制品的成型方式。流动速率高的PE用吹膜，注塑成型，流动速率较低材料的用挤出成型。
由于垃圾分类的原因，再生聚乙烯的原料构成复杂，夹杂大量的PP，PVC，橡胶等其他原材料，另一方面，聚乙烯在经过多次回收的高温挤压剪切作用后，分子链断裂降解。因此，在加工时，常常出现熔体流动速率过高的问题，进而导致在加工中出现制品尺寸不规格，加工难度大，成品外观差等一系列问题。
发明内容：
本发明旨在针对现有技术存在的问题，提供一种聚乙烯熔体流动速率调节剂及其制备方法。本发明提出的聚乙烯熔体流动速率调节剂降低熔体流动速率效果优良，只需要1‰-5‰的添加量即可将再生聚乙烯的熔体流动速率降低40％以上。
本发明提供了一种聚乙烯熔体流动速率调节剂，按质量份数计，包括如下组分：双叔丁基过氧异丙基苯(BIBP)25～40份，石墨烯1～5份，过氧化二叔丁基(DTBP)1～5份，马来酸酐接枝聚烯烃5～10份和载体40～60份。
石墨烯以化学插层-热膨胀法制备，3-4层以六角形蜂巢结构周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式(ABC堆垛、ABA堆垛)堆垛构成的二维碳材料。
本发明提出的聚乙烯熔体流动速率调节剂在加工时添加到再生聚乙烯中以降低熔体流动速率，聚乙烯熔体流动速率调节剂具有添加量少，降低熔体流动速率效果稳定，不影响生产工艺条件等优点，再生聚乙烯加工时添加聚乙烯熔体流动速率调节剂以后，在不降低其他力学性能的前提下，降低聚乙烯的熔体流动速率。
优选地，所述的聚乙烯熔体流动速率调节剂，按质量份数计，包括如下组分：双叔丁基过氧异丙基苯25～40份，石墨烯3～5份，过氧化二叔丁基2～5份，马来酸酐接枝聚烯烃5～10 份和载体40～55份。
优选地，所述的载体为热塑性弹性体或二氧化硅，所述的热塑性弹性体选自聚烯烃弹性体(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)中的一种。
优选地，所述的马来酸酐接枝聚烯烃选自马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种。
本发明还提供了上述聚乙烯熔体流动速率调节剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将载体与马来酸酐接枝聚烯烃混合均匀后加入到高速混合机中，封闭加热至40℃以后，开动高速混合机将两者混合30～40min，高速混合机内物料温度不超过95℃；在载体和马来酸酐接枝聚烯烃的混合5～10min后，将双叔丁基过氧异丙基苯和过氧化二叔丁基混合均匀后，以喷淋的方式依次加入至高速混合机中；
(2)待高速混合机料温冷却至常温后，加入石墨烯，并控制料温在60℃以下，搅拌5～10 min，即得到聚乙烯熔体流动速率调节剂。
本发明的有益效果是：
(1)本发明公开的聚乙烯再生料熔体流动速率调节剂的配方，能够有效地降低聚乙烯再生料的熔体流动速率，降低再生料在加工中的生产工艺难度，响应国家号召，顺应国家政策，节约成本，提高经济效益，生产和使用过程中无毒无公害、绿色环保。
(2)本发明提出的聚乙烯熔体流动速率调节剂在加工时添加到再生聚乙烯中以降低熔体流动速率，聚乙烯熔体流动速率调节剂具有添加量少，降低熔体流动速率效果稳定，不影响生产工艺条件等优点，再生聚乙烯加工时添加聚乙烯熔体流动速率调节剂以后，在不降低其他力学性能的前提下，有效降低聚乙烯的熔体流动速率。
具体实施方式：
下面结合具体实例，进一步阐明本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
除特别说明，本发明使用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。高速混合机购自东莞环鑫机械有限公司。
实施例1
聚乙烯熔体流动速率调节剂的制备，包括以下步骤：
1)取沉淀二氧化硅500g和马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯50g加入到高速混合机中，升温至39℃～41℃，温度稳定后开始搅拌，搅拌总时间设置在30min，料温控制在95℃以下；
2)取BIBP 400g和DTBP 20g混合均匀，待步骤(1)搅拌10min以后，用喷淋装置将混合均匀后的BIBP和DTBP的混合物均匀的喷洒至正在搅拌的物料中，继续搅拌20min；
3)以上物料搅拌30min以后，待料温冷却至室温，再取30g石墨烯与物料在高速混合机中混合均匀，搅拌时间设置为10min，搅拌机内料温控制在60℃以下，搅拌完成后，得到聚乙烯熔体流动速率调节剂。
实施例2
聚乙烯熔体流动速率调节剂的制备，包括以下步骤：
1)取POE550g和马来酸酐接枝高密度聚乙烯100g加入到高速混合机中，升温至 39℃～41℃，温度稳定后开始搅拌，搅拌总时间设置在30min，料温控制在95℃以下；
2)取BIBP 250g和DTBP 50g混合均匀，待步骤(1)搅拌5min以后，用喷淋装置将混合均匀后的BIBP和DTBP的混合物均匀的喷洒至正在搅拌的物料中，继续搅拌25min；
3)以上物料搅拌30min以后，待料温冷却至室温，再取50g石墨烯与物料在高速混合机中混合均匀，搅拌时间设置为10min，搅拌机内料温控制在60℃以下，搅拌完成后，得到聚乙烯熔体流动速率调节剂。
实施例3
聚乙烯熔体流动速率调节剂的制备，包括以下步骤：
1)取EVA 400g和马来酸酐接枝聚烯烃弹性体100g加入到高速混合机中，升温至39℃～41℃，温度稳定后开始搅拌，搅拌总时间设置在30min，料温控制在95℃以下；
2)取BIBP 400g和DTBP 50g混合均匀，待步骤(1)搅拌5min以后，用喷淋装置将混合均匀后的BIBP和DTBP的混合物均匀的喷洒至正在搅拌的物料中，继续搅拌25min；
3)以上物料搅拌30min以后，待料温冷却至室温，再取50g石墨烯与原料在高速混合机中混合均匀，搅拌时间设置为10min，搅拌机内料温控制在60℃以下，搅拌完成后，得到聚乙烯熔体流动速率调节剂。
对比例1
聚乙烯熔体流动速率调节剂的制备，包括以下步骤：
1)取沉淀二氧化硅500g和马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯50g加入到高速混合机中，升温至39℃～41℃，温度稳定后开始搅拌，搅拌总时间设置在30min，料温控制在95℃以下；
2)取BIBP 420g，待步骤(1)搅拌10min以后，用喷淋装置将BIBP均匀的喷洒至正在搅拌的物料中，继续搅拌20min；
3)以上物料搅拌30min以后，待料温冷却至室温，再取30g石墨烯与物料在高速混合机中混合均匀，搅拌时间设置为10min，搅拌机内料温控制在60℃以下，搅拌完成后，得到聚乙烯熔体流动速率调节剂。
对比例2
聚乙烯熔体流动速率调节剂的制备，包括以下步骤：
1)取沉淀二氧化硅500g和马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯50g加入到高速混合机中，升温至39℃～41℃，温度稳定后开始搅拌，搅拌总时间设置在30min，料温控制在95℃以下；
2)取DTBP 420g，待步骤(1)搅拌10min以后，用喷淋装置将DTBP均匀的喷洒至正在搅拌的物料中，继续搅拌20min；
3)以上物料搅拌30min以后，待料温冷却至室温，再取30g石墨烯与物料在高速混合机中混合均匀，搅拌时间设置为10min，搅拌机内料温控制在60℃以下，搅拌完成后，得到聚乙烯熔体流动速率调节剂。
将实施例1～3、对比例1和对比例2制备得到的聚乙烯熔体流动速率调节剂，与聚乙烯混合均匀进行造粒挤出，再用得到的粒子按照GB/T 1040-2006，GB/T3682-2018制备试样并测试拉伸性能与流动性能。各实施例和对比例的聚乙烯熔体流动速率调节剂分别添加1‰、3‰和5‰的量至聚乙烯再生料中，测定再生聚乙烯的性能和熔体流动速率，聚乙烯熔体流动速率调节剂的添加量以聚乙烯再生料的质量为准，测试结果如表1～3所示。表1为各实施例和对比例得到的聚乙烯熔体流动速率调节剂1‰添加至聚乙烯再生料实验测试结果，表2为各实施例和对比例得到的聚乙烯熔体流动速率调节剂3‰添加至聚乙烯再生料实验测试结果，表3为各实施例和对比例得到的聚乙烯熔体流动速率调节剂5‰添加至聚乙烯再生料实验测试结果。
表1各实施例和对比例1‰添加至聚乙烯再生料实验测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2各实施例和对比例3‰添加至聚乙烯再生料实验测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表3各实施例和对比例5‰添加至聚乙烯再生料实验测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE003
综合表1～3中的数据可知，在相同添加比例条件下，BIBP与DTBP结合使用的效果远远优于两者单独使用，BIBP与DTBP两者协同使用时，对聚乙烯熔指调节效果优于单独使用 BIBP或DTBP的20％以上。
上列详细说明是针对本发明之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种聚乙烯熔体流动速率调节剂，其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：双叔丁基过氧异丙基苯25～40份，石墨烯1～5份，过氧化二叔丁基1～5份，马来酸酐接枝聚烯烃5～10份和载体40～60份。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯熔体流动速率调节剂，其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：双叔丁基过氧异丙基苯25～40份，石墨烯3～5份，过氧化二叔丁基2～5份，马来酸酐接枝聚烯烃5～10份和载体40～55份。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯熔体流动速率调节剂，其特征在于，所述的载体为热塑性弹性体或二氧化硅，所述的热塑性弹性体选自聚烯烃弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的聚乙烯熔体流动速率调节剂，其特征在于，所述的马来酸酐接枝聚烯烃选自马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种。
5.一种权利要求1所述的聚乙烯熔体流动速率调节剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将载体与马来酸酐接枝聚烯烃混合均匀后加入到高速混合机中，封闭加热至40℃以后，打开高速混合机将两者混合30～40min，高速混合机内物料温度不超过95℃；在载体和马来酸酐接枝聚烯烃的混合过程中，将双叔丁基过氧异丙基苯和过氧化二叔丁基以喷淋的方式加入至高速混合机中；
(2)待高速混合机料温冷却至常温后，加入石墨烯，并控制料温在60℃以下，搅拌5～10min，即得到聚乙烯熔体流动速率调节剂。
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