CN115612210B - 一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物及其制备方法 - Google Patents

一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，且公开了一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物及其制备方法，将聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性无机材料、分散剂、相容剂熔融共混，得到环保型高韧性聚烯烃组合物，使用的无机纳米材料对紫外线具有很高的折射率，具有很好的抗紫外老化能力和抗热氧老化能力，引入的苯并三唑在吸收紫外光后，能够把高能的紫外光能变成热能，进行相应的能量转换，避免了聚烯烃组合物的老化，同时引入的氮元素和无机纳米材料协同作用，具有很强的阻燃性能，得到的聚烯烃组合物具有高韧性的特点，力学性能优良，是一种适用于有机硅产品外包装的复合材料。

Description

一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物 及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物及其制备方法。
背景技术
有机硅胶使用的包装物一般采用塑料筒、筒式塑胶桶、软包装铝膜等，以PP、PE等聚烯烃高分子材料为主要原料制成。随着有机硅胶材料的发展，对有机硅胶密封包装材料的需求不断的增加，对其要求也更高。
有机硅胶在储存过程中，随着有机硅胶储存时间的延长，会导致使用时固化性能降低，如表干时间延长、消粘时间延长甚至不能消粘，强度变差，不能完全固化，胶料变稠变干等。因此要求有机硅胶密封包装容器具有非常良好的密封性能，以防止有机硅胶挥发，或防止与空气接触而变质。有机硅胶在使用时，通过推动胶筒底部的活塞将有机硅胶从喷嘴口挤岀，筒体本身机械性能要满足一定的力学要求以防发生破裂，且要求活塞与筒体之间具有一定的间隙盈余，使其能在筒体内部运动。因此，需要对聚烯烃有机硅胶密封包装材料进行增韧改性、抗老化改性，使其具备一定的柔软性、耐气候性和高抗冲击强度。而随着国家对塑料制品环保要求的不断提高，望料制品的环保属性将成为行业的重要发展标准，为了提高塑料制品的环保属性，满足塑料制品的发展需要，有机硅胶外包装材料也将向新材料方向发展。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物及其制备方法，解决了有机硅产品外包装韧性差、抗老化性能一般的问题。
为了实现上述目的，本发明公开了一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）在无水乙醇中加入无机纳米材料和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，混合均匀，加入盐酸水溶液调节pH值至5，在60-75℃搅拌混合24-36h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在60-80℃干燥6-12h，得到烯基改性无机材料；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性无机材料、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵（APS）混合均匀，在氮气氛围中，发生反应，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性无机材料；
（3）将去离子水、环氧改性无机材料、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，发生反应，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在60-80℃干燥6-12h，得到苯并三唑改性无机材料；
（4）将聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性无机材料、分散剂、相容剂混合均匀，熔融共混，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
优选地，所述步骤（1）中无水乙醇、无机纳米材料、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为(2100-3500)：100：(25-42)。
优选地，所述步骤（1）中无机纳米材料包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、纳米氧化铝中的一种。
优选地，所述步骤（1）中盐酸水溶液的浓度为0.1mol/L。
优选地，所述步骤（2）中N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性无机材料、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为(1500-3000)：100：(25-55)：(1-3)。
优选地，所述步骤（2）中反应的温度为55-70℃，反应的时间为2-5h。
优选地，所述步骤（3）中去离子水、环氧改性无机材料、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑的质量比为(800-1500)：100：(30-75)。
优选地，所述步骤（3）中反应的温度为60-70℃，反应的时间为4-8h。
优选地，所述步骤（4）中聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性无机材料、分散剂、相容剂的质量比为100：(15-30)：(3-7)：(0.5-1.5)：(0.2-1)。
优选地，所述步骤（4）中分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种。
优选地，所述步骤（4）中相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯中的一种。
优选地，所述步骤（4）中熔融共混的温度为190-210℃，熔融共混的时间为6-10min。
一种采用所述的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法制备得到的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明中使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对无机纳米材料进行改性，在无机纳米材料表面引入烯基，得到烯基改性无机材料，在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，在引发剂过硫酸铵作用下，烯基改性无机材料和1,2-环氧-9-葵烯上的烯基发生聚合，在烯基改性无机材料上引入烷基长链和环氧基团，得到环氧改性无机材料，环氧改性无机材料上的环氧基团和2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑上的氨基发生环氧开环反应，在环氧改性无机材料上引入苯并三唑，得到苯并三唑改性无机材料，使用得到的苯并三唑改性无机材料作为添加剂，和聚丙烯、低密度聚乙烯、分散剂、相容剂混合均匀，熔融共混，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物；
2、本发明中使用的无机纳米材料对紫外线具有反射和散射作用，能够起到防紫外透过的效应，同时无机纳米材料具有优良的耐高温能力，用于有机硅产品外包装中，具有很好的抗紫外老化能力和抗热氧老化能力，同时还具有高效性、安全性、持久性、绿色环保的特点，尤其是纳米二氧化钛、纳米氧化锌具有很好的紫外线吸收能力，能够更好的提高基体的抗紫外老化能力，同时具有一定的抗菌功效，避免了有机硅产品外包装在使用过程中滋生大量的细菌，引入的烷基长链具有很好的柔韧性，能够有效提高聚丙烯基体的力学性能，提高聚丙烯基体的韧性，低密度聚乙烯具有良好的柔软性和延伸性，加入到聚丙烯基体中，在一定程度上能够提高聚烯烃组合物的韧性，无机材料上引入的苯并三唑，在吸收紫外光后，分子内氢键破坏，能够把高能的紫外光能变成热能，将紫外光的能量转化无害的低辐射热能释放出去，吸收范围广，吸收效率高，有效避免了聚烯烃组合物的老化，提高了聚烯烃组合物抗老化的能力，且具有毒性低和聚合物相容性好的优点；
3、本发明中改性后的无机纳米材料避免了团聚，能够均匀分散在聚丙烯基体中，综合提高聚烯烃组合物的韧性和其它力学性能，同时能够提高聚烯烃组合物在燃烧过程中的阻燃性能，提高形成的炭层的致密度，引入的氮元素在燃烧过程中能够形成大量的不可燃气体，稀释燃烧体系中氧气的浓度，减缓燃烧反应的进行，二者协同作用，得到的聚烯烃组合物具有很强的阻燃性能，是一种适用于有机硅产品外包装的复合材料。
附图说明
图1为本发明中制备适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的流程图；
图2为本发明中使用纳米二氧化钛作为无机纳米材料时制备苯并三唑改性二氧化钛的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为2100：100：25的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在60℃搅拌混合36h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在60℃干燥12h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为1500：100：25：1，在氮气氛围中，在55℃反应5h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为800：100：30的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在60℃反应8h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在60℃干燥12h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：15：3：0.5：0.2的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在190℃进行熔融共混，熔融共混的时间为10min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例2
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为2500：100：30的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在65℃搅拌混合28h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为1800：100：32：1.5，在氮气氛围中，在60℃反应3h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1000：100：45的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应5h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：18：4：0.8：0.4的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在195℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例3
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为2800：100：35的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在65℃搅拌混合30h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2200：100：40：2，在氮气氛围中，在60℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1200：100：55的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应6h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：22：5：1：0.6的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在200℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例4
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例5
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3500：100：42的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在75℃搅拌混合24h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在80℃干燥6h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为3000：100：55：3，在氮气氛围中，在70℃反应2h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1500：100：75的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在70℃反应4h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在80℃干燥6h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：30：7：1.5：1的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在210℃进行熔融共混，熔融共混的时间为6min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例6
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米氧化锌、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性氧化锌；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性氧化锌、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性氧化锌、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性氧化锌；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性氧化锌、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性氧化锌；
（4）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性氧化锌、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例7
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米二氧化硅、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化硅；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化硅、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化硅、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化硅；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性二氧化硅、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化硅；
（4）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化硅、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例8
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米氧化铝、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性氧化铝；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性氧化铝、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性氧化铝、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性氧化铝；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性氧化铝、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性氧化铝；
（4）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性氧化铝、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例9
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚丙烯酰胺、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例10
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯醇、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
实施例11
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝低密度聚乙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
对比例1
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、环氧改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
对比例2
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
将质量比为100：26：6：1.2：0.8的聚丙烯、低密度聚乙烯、纳米二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
对比例3
一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物，包括以下步骤制备而成：
（1）将质量比为3200：100：40的无水乙醇、纳米二氧化钛、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入0.1mol/L的盐酸水溶液调节pH值至5，在70℃搅拌混合32h，反应结束后，使用无水乙醇洗涤，过滤，在70℃干燥10h，得到烯基改性二氧化钛；
（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，加入的N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性二氧化钛、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为2600：100：50：2.5，在氮气氛围中，在65℃反应4h，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性二氧化钛；
（3）将质量比为1400：100：65的去离子水、环氧改性二氧化钛、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，在65℃反应7h，反应结束后，过滤，使用去离子水洗涤，在70℃干燥10h，得到苯并三唑改性二氧化钛；
（4）将质量比为100：6：1.2：0.8的聚丙烯、苯并三唑改性二氧化钛、分散剂聚乙烯吡咯烷酮、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯混合均匀，在205℃进行熔融共混，熔融共混的时间为8min，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
本发明实施例和对比例中使用的纳米二氧化钛购自宣城晶瑞新材料有限公司，型号为JR05，平均粒径为5nm；纳米氧化锌购自南京保克特新材料有限公司，型号为PZT-30，平均粒径为30nm；纳米二氧化硅购自南京保克特新材料有限公司，型号为PST-P10，平均粒径为20nm；纳米氧化铝购自比斯利新材料（苏州）有限公司，型号为ZD-Al03-3，平均粒径为30nm；聚丙烯购自中国石油大庆石化公司，型号为T30S，熔融流动指数（MFI）为3.0g/min；低密度聚乙烯购自苏州富勇塑化进出口有限公司，型号为2520D；马来酸酐接枝聚丙烯购自上海日之升新技术发展有限公司，型号为CMG9801；马来酸酐接枝低密度聚乙烯购自东莞市云飞扬塑化科技有限公司，型号为Y-5102。
选取实施例1-5、对比例1-3中制备得到的环保型高韧性聚烯烃组合物作为样品，分别记为样品1-8，对其进行相应的测试。
（1）力学性能测试：将样品1-8制成尺寸为80mm×10mm×4mm的样条对其进行力学性能测试；在济南文腾WDW-E电子拉力试验机上进行弯曲强度测试，试验速率为2mm/min，跨度为64mm，每个样品测试5次，取平均值；在XCJD型号摆锤冲击实验机上进行冲击强度测试，缺口深度为样条厚度的20%，每个样品测试5次，取平均值；在BJDW万能试验机进行拉伸强度测试，每个样品测试5次，取平均值；测试的相应的数据如表1所示：
表1环保型高韧性聚烯烃组合物力学性能测试
Figure 144676DEST_PATH_IMAGE001
根据表1的测试结果可知，本发明中制备得到的环保型高韧性聚烯烃组合物具有优良的力学性能。样品1-5中制备得到的环保型高韧性聚烯烃组合物的弯曲强度能高达121.3MPa，抗冲击强度能达到13.2kJ/m2，拉伸强度能达到31.8MPa，断裂伸长率能达到317.6%；样品6中使用环氧改性二氧化钛代替苯并三唑改性二氧化钛，部分力学性能有所提高，弯曲强度能达到121.8MPa，冲击强度能达到13.3kJ/m2，样品7中使用纳米二氧化钛代替苯并三唑改性二氧化钛，纳米二氧化钛由于未改性，相容性差，容易发生团聚，对环保型高韧性聚烯烃组合物的力学性能改善较差，样品8中未添加低密度聚乙烯，低密度聚乙烯具有良好的柔软性和延伸性，未添加对环保型高韧性聚烯烃组合物的力学性能有一定的影响，力学性能有一定的降低；
（2）老化性能测试：将样品1-8制成尺寸为80mm×10mm×4mm的样条，分别置于紫外老化试验箱和热老化试验箱中进行10天的老化处理，紫外老化使用氙灯，功率为35W，热老化试验的温度为50℃，处理完成后取出样品，进行和表1中相同的力学性能测试，测试的相应的数据如表2所示：
表2环保型高韧性聚烯烃组合物老化后力学性能测试
Figure 924413DEST_PATH_IMAGE002
根据表2的测试结果可知，样品1-5中的环保型高韧性聚烯烃组合物在经过紫外老化和热氧老化后仍具有优良的力学性能，弯曲性能、抗冲击强度、拉伸强度以及断裂伸长率。在经过紫外老化处理后，样品4的弯曲性能仍能达到110.4MPa，样品5的抗冲击性能仍能达到11.1kJ/m2，样品4和样品5的拉伸强度均能达到26.4MPa，样品5的断裂伸长率能达到283.6%；经过热氧老化处理后，样品4的弯曲强度能达到105.8MPa，样品4的抗冲击性能仍能达到10.8kJ/m2，样品4的拉伸强度能达到24.8MPa，样品4的断裂伸长率能达到273.9%。样品6未使用2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑对环氧改性二氧化钛进行改性，抗紫外老化性能有着较大程度上的降低，样品7中使用纳米二氧化钛代替苯并三唑改性二氧化钛，分散性较差，在基体中容易发生团聚，在经过紫外老化和热氧老化处理后，力学性能有大幅度的降低，样品8中未加入低密度聚乙烯对力学性能也有一定的影响；
（3）阻燃性能测试：阻燃性能参考GB/T 2406.2-2009氧指数法-塑料燃烧性能实验方法对样品1-8进行极限氧指数测试，测试结果如表3所示：
表3
Figure 522885DEST_PATH_IMAGE003
根据表3的测试结果可知，样品1-5极限氧指数均大于27%，具有优良的阻燃性能，样品6、样品7中未加入2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑，阻燃性能有所降低，极限氧指数低于27%，难以达到阻燃的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）在无水乙醇中加入无机纳米材料和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，混合均匀，加入盐酸水溶液调节pH值至5，在60-75℃搅拌混合24-36h，反应结束后，洗涤，过滤，干燥，得到烯基改性无机材料；
所述步骤（1）中无水乙醇、无机纳米材料、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为(2100-3500):100:(25-42)；
所述步骤（1）中无机纳米材料包括纳米二氧化钛；
步骤（2）将N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性无机材料、1,2-环氧-9-葵烯混合均匀，再加入引发剂过硫酸铵混合均匀，在氮气氛围中，发生反应，反应结束后，旋蒸，得到环氧改性无机材料；
所述步骤（2）中N,N-二甲基甲酰胺、烯基改性无机材料、1,2-环氧-9-葵烯、过硫酸铵的质量比为(1500-3000):100:(25-55):(1-3)，所述反应的温度为55-70℃，反应的时间为2-5h；
步骤（3）将去离子水、环氧改性无机材料、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑混合均匀，加热，发生反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到苯并三唑改性无机材料；
所述步骤（3）中去离子水、环氧改性无机材料、2-(2-羟基苯基)-5-氨基-2H-苯并三唑的质量比为(800-1500):100:(30-75)，所述反应的温度为60-70℃，反应的时间为4-8h；
步骤（4）将聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性无机材料、分散剂、相容剂混合均匀，熔融共混，挤出，得到环保型高韧性聚烯烃组合物。
2.根据权利要求1所述的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中聚丙烯、低密度聚乙烯、苯并三唑改性无机材料、分散剂、相容剂的质量比为100:(15-30):(3-7):(0.5-1.5):(0.2-1)。
3.根据权利要求1所述的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯中的一种。
5.根据权利要求1所述的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中熔融共混的温度为190-210℃，熔融共混的时间为6-10min。
6.一种采用权利要求1-5任一项所述的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物的制备方法制备得到的适用于有机硅产品外包装的环保型高韧性聚烯烃组合物。
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