CN112608543B - 一种抗高温聚乙烯环保密封板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗高温聚乙烯环保密封板及其制备方法，各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯15‑20份、聚乳酸15‑20份、聚丙烯10‑15份、抗氧化剂1‑5份、热稳定剂2‑5份、抗菌剂1‑3份、苯胺2‑4份、增塑剂1‑3份、润滑剂0.5‑2.5份、氧化铝粉2‑5份、氧化镁粉3‑5份，抗氧化剂为2,6‑二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的一种或多种混合物，抗菌剂为2‑萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。本发明选择加入适量的聚乳酸替代聚乙烯，聚乳酸是一种新型的生物降解材料，具有良好的机械性能和抗拉伸强度，加入了乙酸酐，乙酸酐作为封端剂能够提高聚乳酸的稳定性，抑制在制备加热过程中聚乳酸的水解，增加产品的抗拉伸强度和机械性能的效果。

Description

一种抗高温聚乙烯环保密封板及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚乙烯材料技术领域，具体为一种抗高温聚乙烯环保密封板及其制备方法。
背景技术
聚乙烯是现在市面上常见的热塑性树脂材料，具有良好的机械性、热塑性和化学性能，电绝缘性能也是十分的优异，在树脂材料的制备中受到的广泛的依赖，随着人们对环境的保护意识不断的提高，聚乙烯不易降解的缺点也越发的明显，在后期的降解处理时十分的困难，因此需要添加一些新的物质进行替代，并且还需要保证产品的基本性能不发生改变。
聚乳酸是一种新型的生物降解材料，将部分的聚乙烯替换成聚乳酸使用，能够改善难以降解的问题，并且具有良好的机械性能和抗拉伸强度，但是由于聚乳酸自身性质，在加热至熔融状态时伴有自身分解，导致聚乳酸发生结构变化，降低了产品的机械强度和抗拉伸强度，因此发明一种抗高温聚乙烯环保密封板及其制备方法就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗高温聚乙烯环保密封板及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种抗高温聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯15-20份、聚乳酸15-20份、聚丙烯10-15份、抗氧化剂1-5份、热稳定剂2-5份、抗菌剂1-3份、苯胺2-4份、增塑剂1-3份、润滑剂0.5-2.5份、氧化铝粉2-5份、氧化镁粉3-5份。
进一步的，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的一种或多种混合物。
进一步的，所述热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌的一种或多种混合物。
进一步的，所述抗菌剂为2-萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。
进一步的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
一种抗高温聚乙烯环保密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸放入到密闭容器中，加入乙酸酐，加热，温度为185-190℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入苯胺、抗菌剂，搅拌，加热，温度为185-190℃，加入盐酸、乙酸钠，搅拌，得到混合物B；
本发明为了更好的提高聚乳酸的热稳定性，因此加入过量的乙酸酐，由于乙酸酐的沸点相较于聚乳酸的熔点低，在加热过程中会有剩余的乙酸酐挥发，为了防止挥发的乙酸酐污染环境损害人身体健康，因此本发明选择加入苯胺，在氯化氢的作用下，能够生成苯胺盐酸盐，在苯胺盐酸盐和缓冲剂乙酸钠的作用下能够将乙酸酐吸收，防止乙酸酐的挥发对人员和环境造成伤害。经过反应后能够生成新的物质乙酰苯胺，乙酰苯胺能够作为抗菌剂进行作用，在使用范围内控制细菌真菌的生长，控制在必要的水平以下，保持产品的抗拉伸强度和机械性能。
本发明加入了苯胺，由于苯胺的沸点相较于聚丙烯的熔点低，在加热和后续的过程中会有苯胺挥发，污染环境，并且还会有一部分的苯胺会残留在产品中，降低产品的综合性能，因此本发明在选择抗菌剂时选择了2-萘酚，2-萘酚能够在苯胺酸盐酸盐存在的情况下将剩余的苯胺吸收，防止在后续加热的过程中挥发，造成多余的原料损耗，减少体系中苯胺的含量，提高产品的抗冲击强度和耐氧化能力，并且还能够生成N-苯基2-萘酚，是一种良好的抗氧化剂，能够配合加入的其它抗氧化剂，增加产品的抗氧化能力，提高使用寿命，减少资源消耗和成本。
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为240-250℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂、氧化铝粉和氧化镁粉，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为5-15min，得到聚乙烯环保密封板。
进一步的，步骤(2)中加入盐酸后进行搅拌，搅拌时间5-10min后加入乙酸钠。
进一步的，步骤(2)中加入乙酸钠后加入碳酸钠，控制pH为6-8。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明选择使用聚乙烯作为主体，加入聚丙稀对聚乙烯的性能进行提高，由于现在对环保的要求不断提高，因此本发明选择加入适量的聚乳酸替代聚乙烯，聚乳酸是一种新型的生物降解材料，具有良好的机械性能和抗拉伸强度，由于聚乳酸自身性质，在加热至熔融状态时伴有自身分解，导致聚乳酸发生结构变化，降低了产品的机械强度和抗拉伸强度，因此本发明加入了乙酸酐，乙酸酐作为封端剂能够提高聚乳酸的稳定性，在制备过程中还加入了热稳定剂，能够提高了产品的耐高温能力，并且还能够抑制在制备加热过程中聚乳酸的水解，增加产品的抗拉伸强度和机械性能。
本发明加入了金属粉末氧化铝和氧化镁，氧化镁和氧化铝能够增加产品的耐热能力，提高产品的抗拉伸强度和机械性能，并且加入的粉末需要控制颗粒大小，大小为5-10μm，保证金属粉末加入后不会出现孔洞的现象，保证了产品的抗拉伸强度和机械性能。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗高温聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯15份、聚乳酸15份、聚丙烯10份、抗氧化剂1份、热稳定剂2份、抗菌剂1份、苯胺2份、增塑剂1份、润滑剂0.5份。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的多种混合物。
所述热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌的多种混合物。
所述抗菌剂为2-萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
一种抗高温聚乙烯环保密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸放入到密闭容器中，加入乙酸酐，加热，温度为185℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入苯胺、抗菌剂，搅拌，加热，温度为185℃，加入盐酸，搅拌，搅拌时间5min，加入乙酸钠，搅拌，加入碳酸钠，控制pH为6，得到混合物B；
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为240℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为5-15min，得到聚乙烯环保密封板。
实施例2
一种抗高温聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯17份、聚乳酸17份、聚丙烯13份、抗氧化剂3份、热稳定剂3份、抗菌剂2份、苯胺3份、增塑剂2份、润滑剂2份。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚。
所述热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙的混合物。
所述抗菌剂为2-萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
一种抗高温聚乙烯环保密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸放入到密闭容器中，加入乙酸酐，加热，温度为187℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入苯胺、抗菌剂，搅拌，加热，温度为187℃，加入盐酸，搅拌，搅拌时间7min，加入乙酸钠，搅拌，加入碳酸钠，控制pH为7，得到混合物B；
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为245℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为10min，得到聚乙烯环保密封板。
实施例3
一种抗高温聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯20份、聚乳酸20份、聚丙烯15份、抗氧化剂5份、热稳定剂5份、抗菌剂3份、苯胺4份、增塑剂3份、润滑剂2.5份。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的混合物。
所述热稳定剂为硬脂酸钙。
所述抗菌剂为2-萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
一种抗高温聚乙烯环保密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸放入到密闭容器中，加入乙酸酐，加热，温度为190℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入苯胺、抗菌剂，搅拌，加热，温度为190℃，加入盐酸，搅拌，搅拌时间10min，加入乙酸钠，搅拌，加入碳酸钠，控制pH为8，得到混合物B；
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为250℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为15min，得到聚乙烯环保密封板。
对比例1
一种抗高温聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯20份、聚乳酸20份、聚丙烯15份、抗氧化剂5份、热稳定剂5份、抗菌剂3份、苯胺4份、增塑剂3份、润滑剂2.5份。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的混合物。
所述热稳定剂为硬脂酸钙。
所述抗菌剂为2-萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
一种抗高温聚乙烯环保密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸加热至熔融状态，温度为190℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入苯胺、抗菌剂，搅拌，加热，温度为190℃，加入盐酸，搅拌，搅拌时间10min，加入乙酸钠，搅拌，加入碳酸钠，控制pH为8，得到混合物B；
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为250℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为15min，得到聚乙烯环保密封板。
对比例2
一种抗高温聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯20份、聚乳酸20份、聚丙烯15份、抗氧化剂5份、热稳定剂5份、抗菌剂3份、增塑剂3份、润滑剂2.5份。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的混合物。
所述热稳定剂为硬脂酸钙。
所述抗菌剂为2-萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
一种抗高温聚乙烯环保密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸放入到密闭容器中，加入乙酸酐，加热，温度为190℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入抗菌剂，搅拌，加热，温度为190℃，加入盐酸，搅拌，搅拌时间10min，加入乙酸钠，搅拌，加入碳酸钠，控制pH为8，得到混合物B；
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为250℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为15min，得到聚乙烯环保密封板。
对比例3
一种抗高温聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯20份、聚乳酸20份、聚丙烯15份、抗氧化剂5份、热稳定剂5份、抗菌剂3份、苯胺4份、增塑剂3份、润滑剂2.5份。
所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的混合物。
所述热稳定剂为硬脂酸钙。
所述抗菌剂为磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
一种抗高温聚乙烯环保密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸放入到密闭容器中，加入乙酸酐，加热，温度为190℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入苯胺、抗菌剂，搅拌，加热，温度为190℃，加入盐酸，搅拌，搅拌时间10min，加入乙酸钠，搅拌，加入碳酸钠，控制pH为8，得到混合物B；
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为250℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为15min，得到聚乙烯环保密封板。
实验
以实施例3位对照设置对比例1、对比例2、对比例3，其中，对比例1不含有封端剂乙酸酐，对比例2中未加入苯胺，对比例3中未加入2-萘酚。
取实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3进行对照实验，按照国标GB/T 31402-2015分别浸泡在大肠杆菌和浓金黄色葡萄球菌溶液中，时间为24h，测定抗菌性能，结果如下，
Figure BDA0002838768120000081
表一
取实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3进行对照实验，按照国标GB/T 1040-1992进行拉伸强度测试，按照国标GB/T 7141-2008，进行加速老化试验，测定加速老化后的拉伸强度保持率，结果如下，
实验组 拉伸强度MPa 拉伸强度保持率(％)
实施例1 43.5 86
实施例2 48.3 88
实施例3 45.6 87
对比例1 34.6 74
对比例2 35.2 73
对比例3 36.8 69
表二
取实施例1、实施例2、实施例3、普通聚乙烯材料进行对照实验，按照国标GB/T18006.2-1999进行生物降解性能测试，测试结果如下，
实验组 生物降解性(长霉面积率/试验天数)
实施例1 35/28
实施例2 34/28
实施例3 38/28
普通聚乙烯材料 27/28
表三
对比例1的抗菌率、拉伸强度和拉伸强度保持率相对于实施例1、实施例2、实施例3较差，原因在于对比例1中没有入乙酸酐，使得在制备加热过程中聚乳酸发生分解，导致强度、抗老化能力下降，并且无法与2-萘酚进行配合作用，增加产品的抗老化能力，无法与苯胺进行作用，生成抗菌物质，进而使得各方面的数据降低。
对比例2中的抗菌率、拉伸强度和和拉伸强度保持率相对于实施例1、实施例2、实施例3较差，原因在于对比例2没有加入苯胺，使得封端剂乙酸酐蒸发污染环境，降低了原料使用率，而且无法与2-萘酚进行协同作用，增加产品的抗老化能力。
对比例3中的拉伸强度和和拉伸强度保持率相对于实施例1、实施例2、实施例3较差，抗菌率相对于实施例1、实施例2、实施例3差距较小，原因在于对比例3中没有添加2-萘酚，添加苯胺后，苯胺会和氯化氢进行作用产生苯胺盐酸盐，苯胺盐酸盐与乙酸酐进行作用，增加产品的抗菌能力，但是还有多余的苯胺和苯胺盐酸盐残留，不添加2-萘酚就无法将苯胺盐酸盐利用，产生新的物质，增加产品的抗老化能力和抗冲击强度。
根据表三得出结论，实施例1、实施例2、实施例3的生物降解性能强于普通的聚乙烯材料，表明将部分的聚乙烯替换成聚乳酸是具有一定的效果，能够增强产品的生物降解能力。
最后应说明的是：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 (7)

1.一种抗高温聚乙烯环保密封板，其特征在于：所述聚乙烯环保密封板各组分原料如下，按重量份数计，包括聚乙烯15-20份、聚乳酸15-20份、聚丙烯10-15份、抗氧化剂1-5份、热稳定剂2-5份、抗菌剂1-3份、苯胺2-4份、增塑剂1-3份、润滑剂0.5-2.5份、氧化铝粉2-5份、氧化镁粉3-5份；
其中，所述抗菌剂为2-萘酚、磷酸铜、香草醛、季铵盐类化合物的多种混合物；
其中，上述密封板的制备方法，步骤如下，
(1)将聚乳酸放入到密闭容器中，加入乙酸酐，加热，温度为185-190℃，加入热稳定剂，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入苯胺、抗菌剂，搅拌，加热，温度为185-190℃，加入盐酸、乙酸钠，搅拌，得到混合物B；
(3)将聚乙烯和聚丙烯混合，加热至熔融状态，温度为240-250℃，加入混合物B，搅拌，加入增塑剂和抗氧化剂，搅拌，得到混合物C；
(4)向混合物C中加入润滑剂、氧化铝粉和氧化镁粉，搅拌，放入到平板硫化机进行压片，时间为5-15min，得到聚乙烯环保密封板。
2.根据权利要求1所述的一种抗高温聚乙烯环保密封板，其特征在于：所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基酚、硫代丙酸酯、受阻酚、亚磷酸酯的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种抗高温聚乙烯环保密封板，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸钙、蓖麻油酸钙、硬脂酸锌的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种抗高温聚乙烯环保密封板，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的一种抗高温聚乙烯环保密封板，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸钠的一种或两种混合物。
6.根据权利要求1所述的一种抗高温聚乙烯环保密封板，其特征在于：步骤(2)中加入盐酸后进行搅拌，搅拌时间5-10min后加入乙酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种抗高温聚乙烯环保密封板，其特征在于：步骤(2)中加入乙酸钠后加入碳酸钠，控制pH为6-8。
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