CN110951140A - 一种聚乙烯颗粒生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯颗粒生产工艺，涉及聚乙烯加工生产领域，包括以下步骤：步骤1：取聚乙烯干燥；步骤2：将聚乙烯电子束辐照交联并熔融；步骤3：称取以下原料：聚乙烯共混物、萜烯树脂、乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌、聚乳酸、短切水镁石纤维、改性开口剂、相容剂、抗氧化剂；步骤4：将混合得预混料；步骤5：将预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒。本发明的聚乙烯颗粒具有良好的可加工性，性能尺寸稳定优良，密度低、屈服强度高，绝缘耐老化，热绝缘性好，可广泛应用于各个领域。

Description

一种聚乙烯颗粒生产工艺
技术领域
本发明涉及聚乙烯加工领域，具体涉及一种聚乙烯颗粒生产工艺。
背景技术
聚乙烯(简称PE)是乙烯经聚合制得的一种结晶热塑性树脂，在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，熔点为100-130℃。其耐低温性能优良，在-60℃下仍可保持良好的力学性能；化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。
聚乙烯的化学结构、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决件分子链的规整程度与其所经历的热历史。聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构之不同，分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯。低密度聚乙烯密度较低，材质最软，主要用在塑胶袋、农业用膜等。高密度聚乙烯主要应用于吹塑、注塑等领域。线型低密度聚乙烯性能与低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生产中能量消耗低，因此发展极为迅速，成为最令人注目的新合成树脂之一。
塑料工业的发展使人们对塑料产品的各种性能要求越来越高，对塑料制品的卫生安全提出了更高的要求，现有的聚乙烯材料密度高、屈服强度低，且热绝缘性差，限制其发展及应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种聚乙烯颗粒生产工艺。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种聚乙烯颗粒生产工艺，包括以下步骤：
步骤1：取聚乙烯干燥；聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯按照质量比为(2-3):1的混合料；
步骤2：将高密度聚乙烯进行电子束辐照交联，制得交联高密度聚乙烯；将交联高密度聚乙烯和低密度聚乙烯经过熔融混合，熔融温度为140-150℃，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到聚乙烯共混物；双螺杆挤出机的挤出温度为130-140℃、螺杆转速为200-300r/min；
步骤3：称取以下按重量份计的原料：
聚乙烯共混物30-50份；
萜烯树脂3-8份；
乙撑双硬脂酰胺2-5份；
硼酸锌1-2份；
聚乳酸2-3.5份；
短切水镁石纤维6-10份；
改性开口剂0.8-1.2份；
相容剂0.5-1份；
抗氧化剂0.2-0.4份；
步骤4：将步骤3中的聚乙烯共混物、萜烯树脂、乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌、聚乳酸加入至高速混合机中混合80-100min；将余下的短切水镁石纤维、改性开口剂、相容剂、抗氧化剂加入高速混合机中混合3-3.5h，得到预混料；
步骤5：将预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒即得。
优选地，上述聚乙烯为熔融指数是0.3～30g/10min的粉料或粒料。
进一步地，上述电子束辐照交联的辐照能量为1-2MeV、功率为30-50KW。
优选地，上述短切水镁石纤维的长度小于等于200μm。
优选地，上述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、双塔型环氧倍半硅氧烷中的至少一种。
优选地，上述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的任一种。
优选地，上述开口剂为改性蒙脱土，该改性蒙脱土的制备方法是：取蒙脱土原料球磨至细度为0.5-1μm，将磨粉的蒙脱土置于焙烧炉中，在260℃下焙烧20-25min，随炉空冷至85℃，并保温30-35min，再自然冷却至室温，之后将焙烧后的蒙脱土倒入至质量分数为0.35%的NaClO溶液中，再在温度为34-38℃下按1:6质量比例混合浸泡2-3h，过滤后冲洗3-5min，并烘干至恒重，随后采用等离子体处理仪对蒙脱土进行低温等离子体处理，处理源为辉光放电、处理气体为氮气，处理室真空度为3-5Pa，处理时间为20-25min，电压为220V，处理完毕后，即得改性蒙脱土。
进一步地，上述双螺杆挤出机各段温区依次设置为：温区一105～115℃、温区二120～135℃、温区三150～170℃、温区四170～185℃、温区五170～185℃、温区六160～170℃、温区七150～160℃和温区八135～145℃，机头温度为140～160℃，喂料螺杆转速200～300r/min，主机螺杆转速300～500r/min。
本发明具有如下的有益效果：
本发明的聚乙烯颗粒生产工艺简单，成本低廉，颗粒制取方便，且制得的聚乙烯颗粒具有良好的可加工性，性能尺寸稳定优良，密度低、屈服强度高，绝缘耐老化，可广泛应用于包装、汽车、鞋类、体育与休闲等领域；
按照本发明生产工艺制得的聚乙烯颗粒热绝缘性好，还可应用在房屋建筑领域中，可较好起到热绝缘材料作用，大幅降低热传递，具体可用于墙壁、地板、屋顶和管道热绝缘等方面，用以降低能量消耗，并用在汽车制造领域，可同时降低制造成本，并兼顾环保要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种聚乙烯颗粒生产工艺，按照以下步骤进行：
步骤1：取适量的聚乙烯原料干燥处理后待用；聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯按照质量比为2:1的混合料，且聚乙烯为熔融指数是0.3g/10min的粉料或粒料；
步骤2：将高密度聚乙烯进行电子束辐照交联，制得交联高密度聚乙烯；以上电子束辐照交联是采用能量为1MeV、功率为30KW的工业用纳米型电子加速器产生的低能电子束物料进行了电子束辐照；
再将交联高密度聚乙烯和低密度聚乙烯经过熔融混合，熔融温度为140℃，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到聚乙烯共混物；双螺杆挤出机的挤出温度为130℃、螺杆转速为200r/min；
步骤3：称取以下按重量份计的原料：
聚乙烯共混物30份；
萜烯树脂3份；
乙撑双硬脂酰胺2份；
硼酸锌1份；
聚乳酸2份；
短切水镁石纤维6份；
改性开口剂0.8份；
相容剂0.5份；
抗氧化剂0.2份；
上述短切水镁石纤维的长度小于等于200μm；
上述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；
上述抗氧化剂为抗氧剂1010；
上述所述开口剂为改性蒙脱土，该改性蒙脱土的制备方法是：取蒙脱土原料球磨至细度为0.5-1μm，将磨粉的蒙脱土置于焙烧炉中，在260℃下焙烧20min，随炉空冷至85℃，并保温30min，再自然冷却至室温，之后将焙烧后的蒙脱土倒入至质量分数为0.35%的NaClO溶液中，再在温度为34℃下按1:6质量比例混合浸泡2h，过滤后冲洗3min，并烘干至恒重，随后采用等离子体处理仪对蒙脱土进行低温等离子体处理，处理源为辉光放电、处理气体为氮气，处理室真空度为3Pa，处理时间为20min，电压为220V，处理完毕后，即得改性蒙脱土；
步骤4：将步骤3中的聚乙烯共混物、萜烯树脂、乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌、聚乳酸加入至高速混合机中混合80min；将余下的短切水镁石纤维、改性开口剂、相容剂、抗氧化剂加入高速混合机中混合3h，得到预混料；
步骤5：将预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒即得本发明的聚乙烯颗粒；
上述双螺杆挤出机各段温区依次设置为：温区一105℃、温区二120℃、温区三150℃、温区四170℃、温区五170℃、温区六160℃、温区七150℃和温区八135℃，机头温度为140℃，喂料螺杆转速200r/min，主机螺杆转速300r/min。
实施例2
一种聚乙烯颗粒生产工艺，按照以下步骤进行：
步骤1：取适量的聚乙烯原料干燥处理后待用；聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯按照质量比为2.5:1的混合料，且聚乙烯为熔融指数是15g/10min的粉料或粒料；
步骤2：将高密度聚乙烯进行电子束辐照交联，制得交联高密度聚乙烯；以上电子束辐照交联是采用能量为1.5MeV、功率为40KW的工业用纳米型电子加速器产生的低能电子束物料进行了电子束辐照；
再将交联高密度聚乙烯和低密度聚乙烯经过熔融混合，熔融温度为145℃，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到聚乙烯共混物；双螺杆挤出机的挤出温度为135℃、螺杆转速为250r/min；
步骤3：称取以下按重量份计的原料：
聚乙烯共混物40份；
萜烯树脂6份；
乙撑双硬脂酰胺4份；
硼酸锌1.5份；
聚乳酸3份；
短切水镁石纤维8份；
改性开口剂1份；
相容剂0.8份；
抗氧化剂0.3份；
上述短切水镁石纤维的长度小于等于200μm；
上述相容剂为双塔型环氧倍半硅氧烷；
上述抗氧化剂为抗氧剂1010；
上述所述开口剂为改性蒙脱土，该改性蒙脱土的制备方法是：取蒙脱土原料球磨至细度为0.5-1μm，将磨粉的蒙脱土置于焙烧炉中，在260℃下焙烧22min，随炉空冷至85℃，并保温32min，再自然冷却至室温，之后将焙烧后的蒙脱土倒入至质量分数为0.35%的NaClO溶液中，再在温度为36℃下按1:6质量比例混合浸泡2.5h，过滤后冲洗4min，并烘干至恒重，随后采用等离子体处理仪对蒙脱土进行低温等离子体处理，处理源为辉光放电、处理气体为氮气，处理室真空度为4Pa，处理时间为23min，电压为220V，处理完毕后，即得改性蒙脱土；
步骤4：将步骤3中的聚乙烯共混物、萜烯树脂、乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌、聚乳酸加入至高速混合机中混合90min；将余下的短切水镁石纤维、改性开口剂、相容剂、抗氧化剂加入高速混合机中混合3.2h，得到预混料；
步骤5：将预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒即得本发明的聚乙烯颗粒；
上述双螺杆挤出机各段温区依次设置为：温区一110℃、温区二130℃、温区三160℃、温区四175℃、温区五180℃、温区六165℃、温区七155℃和温区八140℃，机头温度为150℃，喂料螺杆转速250r/min，主机螺杆转速400r/min。
实施例3
一种聚乙烯颗粒生产工艺，按照以下步骤进行：
步骤1：取适量的聚乙烯原料干燥处理后待用；聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯按照质量比为3:1的混合料，且聚乙烯为熔融指数是30g/10min的粉料或粒料；
步骤2：将高密度聚乙烯进行电子束辐照交联，制得交联高密度聚乙烯；以上电子束辐照交联是采用能量为2MeV、功率为50KW的工业用纳米型电子加速器产生的低能电子束物料进行了电子束辐照；
再将交联高密度聚乙烯和低密度聚乙烯经过熔融混合，熔融温度为150℃，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到聚乙烯共混物；双螺杆挤出机的挤出温度为140℃、螺杆转速为300r/min；
步骤3：称取以下按重量份计的原料：
聚乙烯共混物50份；
萜烯树脂8份；
乙撑双硬脂酰胺5份；
硼酸锌2份；
聚乳酸3.5份；
短切水镁石纤维10份；
改性开口剂1.2份；
相容剂1份；
抗氧化剂0.4份；
上述短切水镁石纤维的长度小于等于200μm；
上述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、双塔型环氧倍半硅氧烷按照质量比为1:1混合物；
上述抗氧化剂为抗氧剂1076；
上述所述开口剂为改性蒙脱土，该改性蒙脱土的制备方法是：取蒙脱土原料球磨至细度为0.5-1μm，将磨粉的蒙脱土置于焙烧炉中，在260℃下焙烧25min，随炉空冷至85℃，并保温35min，再自然冷却至室温，之后将焙烧后的蒙脱土倒入至质量分数为0.35%的NaClO溶液中，再在温度为38℃下按1:6质量比例混合浸泡3h，过滤后冲洗5min，并烘干至恒重，随后采用等离子体处理仪对蒙脱土进行低温等离子体处理，处理源为辉光放电、处理气体为氮气，处理室真空度为5Pa，处理时间为25min，电压为220V，处理完毕后，即得改性蒙脱土；
步骤4：将步骤3中的聚乙烯共混物、萜烯树脂、乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌、聚乳酸加入至高速混合机中混合100min；将余下的短切水镁石纤维、改性开口剂、相容剂、抗氧化剂加入高速混合机中混合3.5h，得到预混料；
步骤5：将预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒即得本发明的聚乙烯颗粒；
上述双螺杆挤出机各段温区依次设置为：温区一115℃、温区二135℃、温区三170℃、温区四185℃、温区五185℃、温区六170℃、温区七160℃和温区八145℃，机头温度为160℃，喂料螺杆转速400r/min，主机螺杆转速500r/min。
性能检测
对实施例1-3制得的聚乙烯颗粒进行以下性能的检测，并与普通的聚乙烯颗粒进行对比。
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：取聚乙烯干燥；所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯按照质量比为(2-3):1的混合料；
步骤2：将所述高密度聚乙烯进行电子束辐照交联，制得交联高密度聚乙烯；将所述交联高密度聚乙烯和低密度聚乙烯经过熔融混合，熔融温度为140-150℃，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到聚乙烯共混物；双螺杆挤出机的挤出温度为130-140℃、螺杆转速为200-300r/min；
步骤3：称取以下按重量份计的原料：
聚乙烯共混物30-50份；
萜烯树脂3-8份；
乙撑双硬脂酰胺2-5份；
硼酸锌1-2份；
聚乳酸2-3.5份；
短切水镁石纤维6-10份；
改性开口剂0.8-1.2份；
相容剂0.5-1份；
抗氧化剂0.2-0.4份；
步骤4：将步骤3中的聚乙烯共混物、萜烯树脂、乙撑双硬脂酰胺、硼酸锌、聚乳酸加入至高速混合机中混合80-100min；将余下的短切水镁石纤维、改性开口剂、相容剂、抗氧化剂加入高速混合机中混合3-3.5h，得到预混料；
步骤5：将所述预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒即得。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，所述聚乙烯为熔融指数是0.3～30g/10min的粉料或粒料。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，所述电子束辐照交联的辐照能量为1-2MeV、功率为30-50KW。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，所述短切水镁石纤维的长度小于等于200μm。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、双塔型环氧倍半硅氧烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，所述开口剂为改性蒙脱土，该改性蒙脱土的制备方法是：取蒙脱土原料球磨至细度为0.5-1μm，将磨粉的蒙脱土置于焙烧炉中，在260℃下焙烧20-25min，随炉空冷至85℃，并保温30-35min，再自然冷却至室温，之后将焙烧后的蒙脱土倒入至质量分数为0.35%的NaClO溶液中，再在温度为34-38℃下按1:6质量比例混合浸泡2-3h，过滤后冲洗3-5min，并烘干至恒重，随后采用等离子体处理仪对蒙脱土进行低温等离子体处理，处理源为辉光放电、处理气体为氮气，处理室真空度为3-5Pa，处理时间为20-25min，电压为220V，处理完毕后，即得改性蒙脱土。
8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯颗粒生产工艺，其特征在于，所述双螺杆挤出机各段温区依次设置为：温区一105～115℃、温区二120～135℃、温区三150～170℃、温区四170～185℃、温区五170～185℃、温区六160～170℃、温区七150～160℃和温区八135～145℃，机头温度为140～160℃，喂料螺杆转速200～300r/min，主机螺杆转速300～500r/min。
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