CN114561054B - 一种耐油非交联聚乙烯材料及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐油非交联聚乙烯材料及其制备和应用，组分包括：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物EVM、聚乙烯成核剂、抗氧剂。本发明非交联聚乙烯材料具有较好的耐油性。
Description
技术领域
本发明属于塑料技术领域，特别涉及一种耐油非交联聚乙烯材料及其制备和应用。
背景技术
聚乙烯属于烷烃惰性聚合物，具有良好的化学稳定性。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60℃后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中；温度高于100℃，可溶于四氢化萘。
因聚乙烯流动性好，加工温度低，粘度大小适中，分解温度较高，在惰性气体中高温度300℃不分解，是一种加工性能很好的塑料。聚乙烯的吸水率低，加工前不需要干燥处理。另外，低密度聚乙烯材料价廉易得，拉伸强度低，易撕开，所以，在燃料油类包装行业，采用聚乙烯做拉环瓶盖材料是非常普遍的现象。
一般情况下，因为低密度聚乙烯柔软，韧性好，拉伸强度低，颜色半透明，是拉环瓶盖的首选材料。但是低密度聚乙烯分子链支链多，缠结点多，结晶度低，分子链间存在较多空隙，致密性差。燃料油尤其是燃料轻油，分子量小，及其容易渗透入低密度聚乙烯分子链中，导致聚乙烯材料被溶胀甚至开裂。随着温度的升高，溶胀甚至开裂的时间会越来越短。此种情况下，对拉环式燃料油壶用瓶盖料的改性势在必行。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种耐油非交联聚乙烯材料及其制备和应用。本发明材料使得聚乙烯材料在满足瓶盖拉环易拉开的前提下，同时具有更好的耐油性，与燃料油接触时不溶胀或开裂。
本发明的一种聚乙烯组合物，按重量份数，组分包括：
其中所述低密度聚乙烯的结晶度为39-48％；线性低密度聚乙烯的结晶度52-78％；
结晶度的测试采用差式扫描量热仪，升降温速率为10℃/min。
结晶度计算公式：(熔融峰面积—冷结晶峰面积)×100％/100％结晶材料的理论热焓。
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM中VA质量百分含量为40-60％。
优选地，所述低密度聚乙烯的结晶度为44-47％。
优选地，所述线性低密度聚乙烯的结晶度为64-77％。
优选地，所述聚乙烯成核剂为磷酸钠类成核剂。
优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂。
优选地，所述酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的至少一种。
优选地，按重量份数，组分包括：
本发明提供一种所述聚乙烯组合物的制备方法，包括：
按重量配比称取各组分，将低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM、聚乙烯成核剂、抗氧剂混合，熔融挤出，造粒，获得聚乙烯组合物。
优选地，所述挤出温度设置为200-230℃，螺杆转速设置为450-550rpm喂料量为350-400kg/h。
本发明提供一种所述聚乙烯组合物在包装瓶中的应用。
进一步地，所述聚乙烯组合物在燃料油包装瓶中的应用。
进一步地，所述聚乙烯组合物在燃料油包装瓶盖中的应用。
本发明中采用适宜结晶度的低密度聚乙烯作为基体材料，添加EVM材料和磷酸钠类成核剂，成核剂有利于聚乙烯的结晶度提高，同时降低聚乙烯的晶粒大小，使晶体结构更致密，同时EVM分子深入聚乙烯无定型区，对燃油分子形成了有效阻隔，从而提高了低密度聚乙烯的耐油性和开裂性。同时本发明聚乙烯组合物材料的应用场景如瓶盖，需要满足拉伸强度低，易拉开的要求。
有益效果
本发明的耐油非交联聚乙烯材料具有较好的耐油性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一、原料组分
表1各组分来源
| 组分 | 牌号和厂家 | 备注 |
| 低密度聚乙烯-1 | LDPE 2426H，中海壳牌 | 结晶度为43％ |
| 低密度聚乙烯-2 | LDPE 310E，DOW | 结晶度为47％ |
| 低密度聚乙烯-3 | LDPE 951-000，茂名石化 | 结晶度为36％ |
| 线性低密度聚乙烯-1 | LLDPE 2606GC，DOW | 结晶度为56％ |
| 线性低密度聚乙烯-2 | LLDPE LEX2027G，DOW | 结晶度为76％ |
| 线性低密度聚乙烯-3 | LLDPE 2035G，DOW | 结晶度为35％ |
| 线性低密度聚乙烯-4 | Enable 4009mc，埃克森美孚 | 结晶度为83％ |
| 乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM-1 | 40W，美国杜邦 | VA含量40％ |
| 乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM-2 | N8060，泰国石化 | VA含量60％ |
| 乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM-3 | EVA V5110H，扬子巴斯夫 | VA含量20％ |
| 聚乙烯成核剂-1 | HPN-210M，美利肯 | 磷酸钠类成核剂 |
| 成核剂-2 | ZC-3，烟台只楚 | 山梨醇缩醛类成核剂 |
| 纳米碳酸钙成核剂 | HZ-10，海泽纳米 | |
| 抗氧剂1010 | 市售 | |
| 抗氧剂168 | 市售 |
抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:1。
实施例和对比例采用的抗氧剂均为同一市售产品。
二、测试标准和方法
1.溶胀率：采用溢出体积法
取上述制备聚乙烯颗粒，采用注塑机注塑成长宽高分别为80*10*4(mm)的长方体，将其称重，再放入50℃的燃料油(厂家：浙江迪洛能源科技有限公司，牌号IRM902号油)中保持7*24h，取出用滤纸吸干其表面液体油，称重，并用下列公式计算样品饱和溶胀度SR＝(Ws－Wd)/Wd×100％
式中：SR为材料的溶胀度(％)；Ws为充分溶胀后的质量(g)；Wd为溶胀前的质量(g)；
2.拉伸强度：采用注塑机注塑成标准拉伸样条，按照GB/T 1040.3-2018方法测试，拉伸速率为50mm/min，单位为MPa。
3.断裂伸长率：采用注塑机注塑成标准拉伸样条，按照GB/T 1040.3-2018方法测试，拉伸速率为50mm/min，单位为％。
实施例1-8
按重量配比称取各组分，如表2所示。
制备方法，
(1)将低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM投入到高混机里；高速混合30s；在高混机中投入抗氧剂，聚乙烯成核剂，再次高速混合2min；
(2)将混合料下料至挤出机，开始挤出；挤出机为75D，螺杆剪切强度较弱，以输送为主；挤出温度设置为200-230℃，螺杆转速设置为450-550rpm，喂料量为350-400kg/h；通过挤出、切粒、包装。
表2实施例各组分配比(重量份)
对比例1-9
按重量配比称取各组分，如表3所示。制备方法同实施例。
表3为对比例各组分配比(重量份)
表4为实施例的性能效果数据
根据表4的测试结果，本发明各实施例制备的耐油聚乙烯溶胀率均小于0.5％，具有优异耐油溶胀性能，且机械强度不高，拉伸强度≤18MPa，断裂伸长率≤100％，满足瓶盖拉环易拉开、耐油溶胀性能好的要求。
实施例2使用结晶度大于45％LDPE时，溶胀率更低，耐油溶胀性能更优异，同样的，实施3为结晶度大于55％LLDPE，溶胀率也相对更低，耐油溶胀性能更优异，说明聚乙烯的结晶度越高，耐油溶胀性能更好。
实施例4采用醋酸乙烯VA含量60％的EVM，可以得到溶胀率更低的聚乙烯材料，说明醋酸乙烯VA含量越高，溶胀率越低，耐油溶胀性能更好。
表5为对比例的性能效果数据
根据表5的测试结果，本发明各对比例制备的耐油聚乙烯溶胀率均大于0.5％，耐油溶胀性能均较差。其中，对比例1和对比3采用的LLDPE结晶度小于50％，对比例2、对比例3采用LDPE的结晶度小于40％，得到的溶胀率均大于0.5％，耐油溶胀性能较差，不能满足油壶瓶盖材料的耐油要求。
对比例4采用醋酸乙烯VA含量更低的EVM材料，具有较高溶胀率，耐油溶胀性能更差。和实施例1相比，对比例7采用纳米碳酸钙成核剂具有更高的溶胀率，说明选用聚乙烯专用成核剂具有更佳的耐油溶胀性能。对比例6未使用成核剂，溶胀率大于0.5％，耐油溶胀性能差，说明成核剂与EVM未形成协同效应的情况下，耐油溶胀性能明显不能满足要求。
Claims (9)
1.一种聚乙烯组合物，其特征在于，按重量份数，组分包括：
其中所述低密度聚乙烯的结晶度为39-48％；线性低密度聚乙烯的结晶度52-78％；其中结晶度的测试采用差式扫描量热仪，升降温速率为10℃/min；结晶度计算公式：(熔融峰面积—冷结晶峰面积)×100％/100％结晶材料的理论热焓；
所述乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM中醋酸乙烯VA质量百分含量为40-60％。
2.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述低密度聚乙烯的结晶度为44-47％。
3.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述线性低密度聚乙烯的结晶度为64-77％。
4.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述聚乙烯成核剂为HPN-210M。
5.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂。
6.根据权利要求5所述组合物，其特征在于，所述酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的至少一种。
7.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，按重量份数，组分包括：
8.一种权利要求1所述聚乙烯组合物的制备方法，包括：
按重量配比称取各组分，将低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVM、聚乙烯成核剂、抗氧剂混合，熔融挤出，造粒获得聚乙烯组合物。
9.一种权利要求1所述聚乙烯组合物在包装瓶中的应用。
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Citations (6)
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| CN101320602A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-12-10 | 宜兴市兴海电线电器有限公司 | 耐寒电缆用改性pe护套、绝缘材料及其制造方法 |
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-
2022
- 2022-02-24 CN CN202210172999.2A patent/CN114561054B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN114561054A (zh) | 2022-05-31 |
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