CN115490950B - 一种耐溶剂性改性聚乙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐溶剂性改性聚乙烯及其制备方法，按重量份计，包括以下组分：HDPE 50％～65％，PA6 15％～25％，马来酸酐接枝聚乙烯5％～10％，马来酸酐接枝POE3％～7％，滑石粉7％～13％，硅烷偶联剂0.01％～0.2％，抗氧剂0.2％～0.5％，硬脂酸钙0.1％～0.5％，铝硅酸盐矿物0.01％～0.2％。本发明采用聚乙烯共混改性技术，把耐一般有机溶剂性能较好的尼龙和聚乙烯共混改性，充分控制尼龙在聚乙烯基体中分散相结构，同时添加滑石粉等矿物，来提高改性聚乙烯的耐溶剂性能，同时提高改性聚乙烯的模量，使得改性聚乙烯能满足包装防锈油等油品包装效果。
Description
技术领域
本发明属于技术领域，具体涉及一种耐溶剂性改性聚乙烯及其制备方法。
背景技术
聚乙烯(polyethylene，简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，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(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)及线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
高密度聚乙烯(HDPE)，为白色粉末或颗粒状产品，无毒，无味，结晶度为80％～90％，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小，吸水性低。但HDPE的耐老化性能差，耐环境应力开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降。
聚乙烯用作包装材料应用广泛，如包装容器、包装袋、膜等产品。然而在油品包装桶方面，由于油品中含有各类溶剂，如烯烃、芳烃、酯类及醇类等有机溶剂，会使聚乙烯包装桶易开裂，产品模量降低，即聚乙烯溶剂开裂。
因此，开发一种耐溶剂性的聚乙烯材料是本领域的重要研究方向，具有广阔的市场应用前景。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，针对上述存在的技术问题，本发明提供一种耐溶剂性改性聚乙烯及其制备方法，提高改性聚乙烯的耐溶剂性能，同时提高改性聚乙烯的模量，使得改性聚乙烯能满足包装防锈油等油品包装效果。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明的第一个目的是，提供一种耐溶剂性改性聚乙烯，按重量份计，包括以下组分：
尼龙6，又叫PA6、聚酰胺6、锦纶6，尼龙6的单体为己内酰胺，是由己内酰胺聚合而成的高分子化合物。本发明采用聚乙烯共混改性技术，把耐一般有机溶剂性能较好的尼龙和聚乙烯共混改性，充分控制尼龙在聚乙烯基体中分散相结构，同时添加滑石粉等矿物，来提高改性聚乙烯的耐溶剂性能，同时提高改性聚乙烯的模量，使得改性聚乙烯能满足包装防锈油等油品包装效果。
铝硅酸盐矿物如天然的分子筛泡沸石是一类含有结晶水的铝硅酸盐，是一种新型的高效选择性吸附剂，可用于分离气体或液体。在HDPE/PA6体系中加入铝硅酸盐矿物作为填充剂，可以使HDPE/PA6的层状结构得到充分的填充，使其更加稳定牢固，减少渗透，从而提高改性聚乙烯的溶剂隔绝性，即提高改性聚乙烯的耐溶剂性能。
可选的，在本发明的一种实施方式中，按重量份计，包括以下组分：
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述铝硅酸盐矿物选自长石、云母、高岭土及石榴石其中至少任意一种。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述铝硅酸盐矿物为粒径小于100nm的纳米铝硅酸盐矿物颗粒。纳米铝硅酸盐矿物颗粒作为一种矿物纳米颗粒，粒度极为细微，更具有填充性。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述铝硅酸盐矿物的重量份为0.1％。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述HDPE的熔体指数为3～8g/10min。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述HDPE的熔体指数为5g/10min。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述PA6的黏度为2.0～3.0。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述PA6的黏度为2.4。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述滑石粉的粒径为2000～3000目。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述滑石粉的粒径为2500目。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述硅烷偶联剂选自KH-550。
可选的，在本发明的一种实施方式中，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168其中任意一种或两种的混合物。
本发明的第一个目的是，提供耐溶剂性改性聚乙烯的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将PA6置于真空烘箱中干燥；
(2)将PA6、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸钙及铝硅酸盐矿物共混，得组分A；
(3)将HDPE、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝POE及硅烷偶联剂共混，得组分B；
(4)将组分A、组分B加入高速搅拌机内，高速搅拌5-10分钟出料；
(5)将混合好的物料在双螺杆挤出机生产线上挤出造粒，即得改性聚乙烯。
本发明中，将以PA6为主的一部分原料共混形成组分A，再将以HDPE为主的一部分原料共混形成组分B，最后再将组分A与组分B共混，如此的两步法使得两组组分的原料都各自混合比较均匀，后续两组组分再共混则更加高效省时，尤其是组分B中先将HDPE的性能进行优化，能充分保证其均匀性。
可选的，在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，将PA6置于真空烘箱90-100℃下干燥5-8小时。
可选的，在本发明的一种实施方式中，步骤(2)中共混的时间为1-3分钟。
可选的，在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中共混的时间为1-3分钟。
可选的，在本发明的一种实施方式中，步骤(5)中，所述双螺杆挤出机的温度参数从下料部到口模分别为：180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃，主机转速为300r/min，喂料转速30r/min，切粒转速为15r/min。
有益效果：本发明提供的一种耐溶剂性改性聚乙烯及其制备方法，采用聚乙烯共混改性技术，把耐一般有机溶剂性能较好的尼龙和聚乙烯共混改性，充分控制尼龙在聚乙烯基体中分散相结构，同时添加滑石粉等矿物，来提高改性聚乙烯的耐溶剂性能，同时提高改性聚乙烯的模量，使得改性聚乙烯能满足包装防锈油等油品包装效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。根据下述实施例，可以更好的理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
为了提高聚乙烯的耐溶剂性的问题，本发明采用聚乙烯共混改性技术，把耐一般有机溶剂性能较好的尼龙和聚乙烯共混改性，充分控制尼龙在聚乙烯基体中分散相结构，同时添加滑石粉等矿物，来提高改性聚乙烯的耐溶剂性能，同时提高改性聚乙烯的模量。使得改性聚乙烯能满足包装防锈油等油品包装效果。
实施例1
本实施例中，按重量份计，包括以下组分：
制备方法包括以下步骤：
(1)将PA6置于真空烘箱90℃下干燥8小时；
(2)将PA6、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸钙及铝硅酸盐矿物共混2分钟，得组分A；
(3)将HDPE、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝POE及硅烷偶联剂共混2分钟，得组分B；
(4)将组分A、组分B加入高速搅拌机内，高速搅拌7分钟出料；
(5)将混合好的物料在双螺杆挤出机生产线上挤出造粒，该双螺杆挤出机的温度参数从下料部到口模分别为：180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃，主机转速为300r/min，喂料转速30r/min，切粒转速为15r/min，即得改性聚乙烯产品。
实施例2
本实施例中，按重量份计，包括以下组分：
制备方法包括以下步骤：
(1)将PA6置于真空烘箱95℃下干燥7小时；
(2)将PA6、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸钙及铝硅酸盐矿物共混1分钟，得组分A；
(3)将HDPE、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝POE及硅烷偶联剂共混1分钟，得组分B；
(4)将组分A、组分B加入高速搅拌机内，高速搅拌9分钟出料；
(5)将混合好的物料在双螺杆挤出机生产线上挤出造粒，该双螺杆挤出机的温度参数从下料部到口模分别为：180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃，主机转速为300r/min，喂料转速30r/min，切粒转速为15r/min，即得改性聚乙烯产品。
实施例3
本实施例中，按重量份计，包括以下组分：
制备方法包括以下步骤：
(1)将PA6置于真空烘箱90℃下干燥8小时；
(2)将PA6、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸钙及铝硅酸盐矿物共混2分钟，得组分A；
(3)将HDPE、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝POE及硅烷偶联剂共混2分钟，得组分B；
(4)将组分A、组分B加入高速搅拌机内，高速搅拌7分钟出料；
(5)将混合好的物料在双螺杆挤出机生产线上挤出造粒，该双螺杆挤出机的温度参数从下料部到口模分别为：180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃，主机转速为300r/min，喂料转速30r/min，切粒转速为15r/min，即得改性聚乙烯产品。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，制备方法过程中，采用所有原料一步法共混法。
本实施例中，按重量份计，包括以下组分：
制备方法包括以下步骤：
(1)将PA6置于真空烘箱90℃下干燥8小时；
(2)将以上原料按配比加入高速搅拌机内，高速搅拌15分钟出料；
(3)将混合好的物料在双螺杆挤出机生产线上挤出造粒，该双螺杆挤出机的温度参数从下料部到口模分别为：180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃，主机转速为300r/min，喂料转速30r/min，切粒转速为15r/min，即得改性聚乙烯产品。
上述各实施例所得的改性聚乙烯进行力学性能测试和注塑油桶渗透测试，其中，力学性能测试采用常规的力学测试方法进行测定，注塑油桶渗透测试采用ASTM264-89方法，以二甲苯为溶剂测定溶剂渗透率，测试温度为50℃，时间14d。
具体的力学测试数据如下表1所示，注塑油桶渗透测试如下表2所示。
表1实施例所得的改性聚乙烯的力学性能测试数据
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| MI(210℃，2.16Kg)g/10min | 3.76 | 3.22 | 3.51 | 3.17 |
| 拉伸强度MPa | 30.04 | 28.79 | 30.75 | 27.64 |
| 断裂伸长率％ | 89 | 87 | 88 | 86 |
| 弯曲强度MPa | 30.11 | 29.89 | 31.24 | 29.56 |
| 弯曲模量MPa | 1255.41 | 1254.87 | 1257.68 | 1253.63 |
| 缺口冲击强度KJ/m2 | 9.72 | 9.66 | 9.70 | 9.52 |
| 无缺口冲击强度KJ/m2 | 不断 | 不断 | 不断 | 不断 |
表2实施例所得的改性聚乙烯的油桶渗透测试数据
| 项目 | 二甲苯吸收值(质量百分比) |
| 实施例1 | 1.16 |
| 实施例2 | 2.08 |
| 实施例3 | 1.83 |
| 实施例4 | 5.89 |
从以上结果可以看出，采用本申请的配比及制备方法得到的耐溶剂性改性聚乙烯材料，除了具有优异的力学性能，其油桶渗透性能也得到了更好的抑制，说明其在耐溶剂方面具有提升效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
所述的耐溶剂性改性聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
(1)将PA6置于真空烘箱中干燥；
(2)将PA6、滑石粉、抗氧剂、硬脂酸钙及铝硅酸盐矿物共混，得组分A；
(3)将HDPE、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝POE及硅烷偶联剂共混，得组分B；
(4)将组分A、组分B加入高速搅拌机内，高速搅拌5-10分钟出料；
(5)将混合好的物料在双螺杆挤出机生产线上挤出造粒，即得改性聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
3.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，所述铝硅酸盐矿物选自长石、云母、高岭土及石榴石其中至少任意一种；所述铝硅酸盐矿物为粒径小于100nm的纳米铝硅酸盐矿物颗粒。
4.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，所述HDPE的熔体指数为3～8g/10min。
5.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，所述PA6的黏度为2.0～3.0。
6.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，所述滑石粉的粒径为2000～3000目。
7.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自KH-550。
8.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168其中一种或两种的混合物。
9.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，步骤(1)中，将PA6置于真空烘箱90-100℃下干燥5-8小时。
10.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，步骤(2)中共混的时间为1-3分钟，步骤(3)中共混的时间为1-3分钟。
11.根据权利要求1所述的耐溶剂性改性聚乙烯，其特征在于，步骤(5)中，所述双螺杆挤出机的温度参数从下料部到口模分别为：180℃、190℃、195℃、195℃、200℃、200℃、200℃、200℃、205℃、200℃，主机转速为300r/min，喂料转速30r/min，切粒转速为15r/min。
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