CN117384442A - 一种电晕母料组合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料的技术领域，具体涉及一种电晕母料组合物及其制备方法与应用。所述的电晕母料组合物：是由以下原料按照重量份数制成的：聚乙烯，80‑90份；电晕助剂1，2‑4份；电晕助剂2，10‑20份；抗氧剂，2‑4.5份；分散剂，0.5‑1份；润滑剂，0.5‑1份；电晕助剂2是由以下原料按照重量份造粒制得的：MLPE‑8060，80‑90份；抗静电剂lrgastat P18，10‑20份；交联剂DCP，0.05‑0.10份；聚乙二醇二丙烯酸酯，1‑3份。本发明的电晕母料组合物应用于PO膜中，能够增加PO膜表面的粗糙度，增加涂覆液的牢固度。本发明还提供其制备方法，制备的PO膜的流滴效果好。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料的技术领域，具体涉及一种电晕母料组合物及其制备方法与应用。
背景技术
PO（聚烯烃）膜是采用高级烯烃的原材料及其他助剂，采用外喷涂烘干工艺而生产的一种新型农膜，因其具有雾度低、透明度高的优点，因此被广泛应用。为了增加PO膜的消雾、流滴能力，一般是在PO膜成膜后进行电晕助剂的涂覆，但是涂覆的附着力是有限的，随着使用时间延长，便会带来流滴失效的问题。
中国专利CN107629298A公开了一种刺激响应型PO功能性母料的制备方法，其原料为：载体聚合物（LDPE、HDPE、LLDPE与POE的混合物），响应性功能成分（亚氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠、柠檬酸、硬脂酸、月桂酸、硬脂酸锌），填料（滑石粉、高岭土、碳酸钙、硅粉、二氧化钛），助剂（PE蜡、石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、二甲基硅油），经过高速搅拌，双螺杆挤出机挤出，造粒制得。仅是一种普通功能母料，其中的硬脂酸和硬脂酸锌没有电晕母料的功能，作用是稳定剂和耐老化，捕捉自由基，防止其破坏分子结构导致分子链断裂，以防农膜过早老化。
中国专利CN107383549A公开了一种单面电晕消光膜，由以下原料制成：聚乙烯，均聚聚丙烯，镁砂，乌洛托品，聚氧乙烯，高岭土，聚四氟乙烯树脂，聚乙烯醇，消光母料，滑石粉，硬脂酸，油酸酰胺。这是一种普通母料，所用的油酸酰胺也有电晕效果，但是游离基少，效果差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种电晕母料组合物，将其应用于PO膜中，增加PO膜表面的粗糙度，增加涂覆液的牢固度。本发明还提供其制备方法，制备的PO膜的流滴效果好。
本发明所述的电晕母料组合物：是由以下原料按照重量份数制成的：聚乙烯，80-90份；电晕助剂1，2-4份；电晕助剂2，10-20份；抗氧剂，2-4.5份；分散剂，0.5-1份；润滑剂，0.5-1份；
电晕助剂2是由以下原料按照重量份在140℃下造粒制得的：MLPE-8060，80-90份；抗静电剂lrgastat P18，10-20份；交联剂DCP，0.05-0.10份；聚乙二醇二丙烯酸酯，1-3份。抗静电剂lrgastat P18是一种基于聚酰胺/聚醚嵌段酰胺的聚合物，德国巴斯夫公司产品。交联剂DCP（过氧化二异丙苯）用量过高，会使得聚乙烯交联度高，从而引起吹塑的薄膜表面不平整，造成产品质量问题；交联剂用量过低，则起不到交联作用，不能将抗静电剂固定到聚乙烯分子内部，从而达不到永久性抗流滴效果，聚乙二醇二丙烯酸酯为助交联剂。
聚乙烯是由LDPE、MLLDPE按照质量比（30-50）:1混合得到的，其中LDPE的型号为2420D，市售厂家为中海壳牌石油化工有限公司，MLLDPE型号为2005HH，市售厂家为美国埃克森美孚公司。其中的MLLDPE为茂金属聚乙烯，增加母料各项物理性能，包括拉伸强度和直角撕裂强度。
电晕助剂1为硬脂酸二乙醇胺硬脂酸酯，制备过程为：将硬脂酸二乙醇胺和硬脂酸按照1:1.6的质量比加入反应容器，升温至60~80℃，在高分子金属（钴）络合物催化下，融化搅拌1.5~2h，冷却至室温制得。
抗氧剂为944，分子式为C35H69Cl3N8，提高母料组合物的耐老化能力。
润滑剂为PPA，市售厂家为上海鲁聚聚合物有限公司，属于高分子量润滑剂，作用是减少筒壁摩擦力，防止塑化过程糊料和结块。
分散剂是由聚乙烯蜡、芥酸酰胺按照质量比为（8-12）:1混合得到的，其作用是使各种原料混合均匀，提高塑化效果。
所述的电晕母料组合物的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取聚乙烯、电晕助剂1、电晕助剂2、抗氧剂、分散剂、润滑剂，加入到高速混合机中，混合5-10min，放出物料；
（2）将步骤（1）放出的物料加入到双螺杆挤出机中造粒，双螺杆温度设定为130-150℃，经水环冷却，切粒包装后，得到电晕母料组合物。
所述的电晕母料组合物的应用：将电晕母料组合物作为PO膜最外层原料，采用三层吹膜机吹塑薄膜，吹塑温度为175-195℃。
本发明的聚乙烯与抗静电剂在交联剂的作用下，通过聚乙二醇二丙烯酸酯紧密结合起来，形成轻微的三维网络交联结构。当电晕机放电时，产生低温等离子体，在塑料膜表面产生游离基相互交联，使表面粗糙，加入的电晕助剂含有大量的游离基，能有效增加PO膜表面的粗糙度，增加涂覆液的牢固度。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
（1）本发明制备的电晕母料组合物，以硬脂酸二乙醇胺硬脂酸酯为电晕助剂1，以聚乙烯与抗静电剂、交联剂DCP、聚乙二醇二丙烯酸酯为电晕助剂2，将其应用于PO膜吹塑过程中与聚乙烯相互交联使薄膜表面产生大量细微凸起，薄膜表面既光滑又有一定粗糙度，从而增加了涂覆液与薄膜之间的粘结牢固度。
（2）本发明制备的电晕母料组合物，加入的电晕助剂2作为表面活性剂，与电晕助剂1起到了较好的协同作用，不但增加了涂覆液与薄膜的结合牢固度，而且由于电晕助剂2中抗静电剂是通过微交联结合在聚乙烯树脂中，在薄膜使用过程中，抗静电剂不间断地析出表面，起到了较好的流滴效果，大大延长了流滴时间，起到永久性效果。
（3）本发明制备的电晕母料组合物，由于分散剂、抗氧剂的加入，有较好的分散效果，同时具有较好的热稳定效果和抗氧化效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例和对比例所采用的原料或助剂均来自市售。，其来源如表1所示。
表1 原料来源
实施例1、实施例4、实施例5中的聚乙烯是由LDPE、MLLDPE按照质量比40:1混合得到；实施例2中的聚乙烯是由LDPE、MLLDPE按照质量比30:1混合得到；实施例3中的聚乙烯是由LDPE、MLLDPE按照质量比50:1混合得到。
电晕助剂1为硬脂酸二乙醇胺硬脂酸酯，制备过程为：将硬脂酸二乙醇胺和硬脂酸按照1:1.6的质量比加入反应容器，升温至70℃，加硬脂酸二乙醇胺和硬脂酸质量和的1%的2,2'-[1,2-乙二基双(次氮基次甲基)]双[6-甲氧基苯酚]钴络合物催化，搅拌2h，冷却至室温制得。所述的2,2'-[1,2-乙二基双(次氮基次甲基)]双[6-甲氧基苯酚]钴络合物为金锦乐（湖南）化学有限公司市售产品。
电晕助剂2为自制，实施例1、实施例4、实施例5中的电晕助剂2为MLPE-8060，80份；抗静电剂lrgastat P18，20份；交联剂DCP，0.10份；聚乙二醇二丙烯酸酯，2份，混合后在140℃造粒制得；实施例2和实施例3中的电晕助剂2为是由MLPE-8060，90份、抗静电剂lrgastatP18，10份、交联剂DCP，0.05份、聚乙二醇二丙烯酸酯，3份，混合后在140℃造粒制得。
润滑剂为PPA。抗氧剂为944。
实施例1、实施例4、实施例5中的分散剂为聚乙烯蜡与芥酸酰胺按质量比为10:1的复配物，实施例2的分散剂为聚乙烯蜡与芥酸酰胺按质量比为8:1的复配物，实施例3的分散剂为聚乙烯蜡与芥酸酰胺按质量比为12:1的复配物，其。
本发明的实施例的电晕母料组合物是由表2的原料按照重量份数制成的。
表2 实施例1-5的电晕母料组合物的原料
对比例的电晕母料组合物是由表3的原料按照重量份数制成的，其中的聚乙烯与电晕助剂2、分散剂均与实施例4相同。
表3 对比例1-7的电晕母料组合物的原料
将以上实施例1-5和对比例1-7用于制备PO膜，包括以下步骤：
（1）称取聚乙烯、电晕助剂1、电晕助剂2、抗氧剂、分散剂、润滑剂，加入到高速混合机中，混合5-10min，放出物料；
（2）将步骤（1）放出的物料加入到双螺杆挤出机中造粒，双螺杆温度设定为130-150℃，经水环冷却，切粒包装后，得到电晕母料组合物；
（3）将制得的电晕母料组合物作为PO膜最外层原料，采用三层吹膜机吹塑薄膜，吹塑温度175-195℃。
其中，实施例1-5的电晕母料组合物用于制备PO膜的工艺参数，如表4所示，其中对比例1-7的工艺参数均与实施例4相同。
表4 工艺参数
将以上实施例1-5和对比例1-7制备PO膜后，根据企业标准Q/ZBKL001-2022进行性能检测（外涂覆型厚度δ=0.10mm），检测结果如表5所示。摩擦牢度测试采用瑞士TESTEX检测公司TF411 Electronic Crockmeter，对照GB/T 3920-2008，摩擦牢度分为5级，5级最好。
表5 检测结果
从表5可以看出，本发明电晕母料制备的PO膜，具有较好的流滴效果，流滴失效时间都大于等于30d，超过标准要求，拉伸强度和直角撕裂强度高，均能符合标准要求，摩擦牢度均达到5级，人工加速老化后纵向断裂伸长率都大于400%，满足标准要求。实施例所有性能均优于对比例。对比例1由于只采用了电晕助剂1，其流滴失效时间明显减少，且摩擦牢度降低到3级；对比例2只采用了电晕助剂2，其流滴失效时间亦明显减少，摩擦牢度降低到3级；对比例3将电晕助剂1和2替换为油酸酰胺，流滴效果大幅降低，在第8天就失效了，不能满足标准；对比例4聚乙烯全部采用LDPE后，其撕裂强度明显较低；对比例5的不采用自制的电晕助剂2，只采用抗静电剂，没有微交联，进行普通共混，电晕助剂不能长时间固定在聚乙烯中，导致消耗较快，其流滴失效时间较实施例少三分之一，且力学性能及撕裂强度有所降低，对比例6只采用了油酸酰胺和抗氧剂，导致分散效果变差，导致PO膜的强度有所降低。对比例7只采用抗氧剂和润滑剂，导致PO膜的强度有所降低。
Claims (8)
1.一种电晕母料组合物，其特征在于：是由以下原料按照重量份数制成的：聚乙烯，80-90份；电晕助剂1，2-4份；电晕助剂2，10-20份；抗氧剂，2-4.5份；分散剂，0.5-1份；润滑剂，0.5-1份；
电晕助剂2是由以下原料按照重量份造粒制得的：MLPE-8060，80-90份；抗静电剂lrgastat P18，10-20份；交联剂DCP，0.05-0.10份；聚乙二醇二丙烯酸酯，1-3份。
2.根据权利要求1所述的电晕母料组合物，其特征在于：聚乙烯是由LDPE、MLLDPE按照质量比（30-50）:1混合得到的。
3.根据权利要求1所述的电晕母料组合物，其特征在于：电晕助剂1为硬脂酸二乙醇胺硬脂酸酯。
4.根据权利要求1所述的电晕母料组合物，其特征在于：抗氧剂为944。
5.根据权利要求1所述的电晕母料组合物，其特征在于：润滑剂为PPA。
6.根据权利要求1所述的电晕母料组合物，其特征在于：分散剂是由聚乙烯蜡、芥酸酰胺按照质量比为（8-12）:1混合得到的。
7.一种权利要求1-6任一项所述的电晕母料组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）称取聚乙烯、电晕助剂1、电晕助剂2、抗氧剂、分散剂、润滑剂，加入到高速混合机中，混合5-10min，放出物料；
（2）将步骤（1）放出的物料加入到双螺杆挤出机中造粒，双螺杆温度设定为130-150℃，经水环冷却，切粒包装后，得到电晕母料组合物。
8.一种权利要求1-6任一项所述的电晕母料组合物的应用，其特征在于：将电晕母料组合物作为PO膜最外层原料，采用三层吹膜机吹塑薄膜，吹塑温度为175-195℃。
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