一种提高PE吹膜力学性能及纳米碳酸钙加工方法技术

本发明专利技术涉及纳米碳酸钙加工技术领域，尤其涉及一种提高PE吹膜力学性能及PE/纳米碳酸钙改性共混加工方法。一种提高PE吹膜力学性能及纳米碳酸钙加工方法，其中PE膜通过吹膜方法制备，步骤如下：(1)将100份低密度聚乙烯、4

【技术实现步骤摘要】
一种提高PE吹膜力学性能及纳米碳酸钙加工方法


[0001]本专利技术涉及纳米碳酸钙加工
，尤其涉及一种提高PE吹膜力学性能及PE/纳米碳酸钙改性共混加工方法。

技术介绍

[0002]碳酸钙(CaCO3)是一种广泛使用的无机填料，当其用于聚乙烯制品时，对材料的综合性能影响很少，在某些场合下，甚至可以提高材料在某些方面的性能，如拉伸强度，冲击强度等。但纳米碳酸钙非常容易发生纳米碳酸钙的团聚，从而降低了纳米碳酸钙的使用性能，因此必须对纳米碳酸钙进行表面改性。现有大多数专利方法虽然改进了碳酸钙在聚乙烯中的分散性能，但是由于聚乙烯制品应用领域不尽相同，对产品的性能要求也不同，因此很难有能够满足各种应用领域要求的通用的纳米碳酸钙填充聚乙烯产品，必须针对应用领域的具体要求对产品作相应的改进。
[0003]例如，纳米碳酸钙表面采用硬脂酸或脂肪酸盐进行包覆处理但是硬脂酸耐温性能差，当温度高于180℃时，容易发黄变色，而螺旋挤出加工通常使用的温度多在200℃左右，因此使用脂肪酸或脂肪酸盐包覆的纳米碳酸钙不适用于该应用工艺。
[0004]针对现如今对力学性能有更高要求的食品、药品、卫品等包装薄膜，如何实现纳米碳酸钙粒子在基体聚合物中纳米尺度上尽可能形成较为牢固的物理化学结合，因为这种结合越牢固，就越容易使无机刚性粒子和基体树脂之间有良好的应力传递，这将有效地促进基体树脂使之发生应力屈服和塑性形变，以吸收更多的冲击能提高材料力学性能(拉伸强度、断裂延伸率)；为此本领域人员所急需解决的技术问题。

技术实现思路
r/>[0005]为了克服聚乙烯膜制品的力学性能不足的缺点，本专利技术的目的是提供一种提高PE吹膜力学性能及纳米碳酸钙加工方法。
[0006]技术方案为：一种提高PE吹膜力学性能及纳米碳酸钙加工方法，包括有以下重量份的各组分：
[0007]低密度聚乙烯100份、
[0008]纳米碳酸钙4
‑
10份、
[0009]偶联剂0.08
‑
0.3份、
[0010]相容剂2
‑
5份、
[0011]抗氧化剂0.05～0.1份；
[0012]其中PE膜通过吹膜方法制备，步骤如下：
[0013](1)将100份低密度聚乙烯、4
‑
10份改性后的纳米碳酸钙和2
‑
5份相容剂PE
‑
g
‑
MAH混合后置于混合搅拌机中(转速为1200r/min)搅拌4.5h；将搅拌均匀的聚乙烯/纳米碳酸钙混合料静置2h；
[0014](2)将静置后的聚乙烯/纳米碳酸钙混合料置于真空作业泵中保持真空脱泡
30min；防止混合料中的气泡对聚乙烯薄膜的成型效果产生不良影响；
[0015](3)将步骤(2)所述混合料输送至螺杆挤出机中，在120
‑
200℃温度，常压或加压条件下熔融挤出，冷却至20
‑
40℃，经切粒机切粒，造型制得可熔融加工聚乙烯树脂，再经螺杆挤出进行吹塑成膜制成PE膜。
[0016]作为更进一步的优选方案，所述吹塑成膜是采用单螺杆挤出吹膜机，长径比为22～28，螺杆主机加热区至少为三段式加热，熔融温度为130～190℃，模口缝隙小于1.0mm，螺杆转速10～20rpm；牵引速度根据挤出速度调节。
[0017]作为更进一步的优选方案，所述低密度聚乙烯是LDPE2420H或LDPETN00。
[0018]作为更进一步的优选方案，所述相容剂为PE
‑
g
‑
MAH，其用量为聚合物重量份的2％～5％。
[0019]相容剂对基体聚合物与无机填料之间的相容机理是在PE/改性纳米CaCO3共混体系中加入相容剂(PE一g一MAH)后，由于PE一g一MAH和纳米CaCO3粉体之间存在着键合作用或较强的氢键作用，在填充体系中形成一定的化学交联点，熔融共混过程就地形成的PE一g一CaCO3，增加了两相之间的接触面积，有利于大分子链段之间的扩散，提高了两相之间的结合力。
[0020]硅烷偶联剂改性后的纳米碳酸钙分散更均匀且不易团聚，再经过熔融共混和螺杆挤出的机械融合、缠绕方式，使PE基体聚合物与无机填料缠结在一起，形成了稳定的界面层。PE基体与这些不完全交联网络相互贯穿，使整个填充体系处在一种类似热塑性INP(互穿网络)的网络结构中。
[0021]作为更进一步的优选方案，所述纳米碳酸钙的改性方法，包括如下步骤：
[0022]1)首先称取4
‑
10份纳米碳酸钙浆料倒入容器中，加热至60
‑
70℃，并进行保温，备用；
[0023]2)取另一容器加入适量蒸馏水，再称取0.08
‑
0.3份偶联剂、0.05～0.1份抗氧化剂溶于蒸馏水中，加热至60
‑
70℃，并进行保温，备用；
[0024]3)将两容器中的料液混合后置于分散搅拌机中(转速为1500r/min)包覆20－30min，得到包覆后的纳米碳酸钙浆料；
[0025]4)然后用真空抽滤泵抽滤包覆后的纳米碳酸钙浆料，再进行压滤、干燥以及粉碎后，即可获得改性纳米碳酸钙粉末。
[0026]进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂a151，其用量为纳米碳酸钙重量份的2％
‑
3％。
[0027]进一步地，所述抗氧化剂为168(化学名或BHT(化学名2，6
‑
二叔丁基对甲酚)，其用量为聚合物重量份的0.05％～0.1％。
[0028]硅烷偶联剂对纳米碳酸钙的改性原理是在碳酸钙粒子表面可以形成连续聚硅烷壳层，使碳酸钙粒子表面硅烷化，降低表面能，阻止纳米碳酸钙粒子团聚；使其表面亲水疏油转变为亲油疏水，并提高与高分子聚合物的相容性。
[0029]本专利技术具有以下优点：1、在PE/改性纳米CaCO3共混体系中加入相容剂(PE一g一MAH)后，由于PE一g一MAH和纳米CaCO3粉体之间存在着键合作用或较强的氢键作用，在填充体系中形成一定的化学交联点，熔融共混过程就地形成的PE一g一CaCO3，增加了两相之间的接触面积，有利于大分子链段之间的扩散，提高了两相之间的结合力。
[0030]2、硅烷偶联剂改性后的纳米碳酸钙分散更均匀且不易团聚，再经过熔融共混和螺杆挤出的机械融合、缠绕方式，使基体聚合物与无机填料缠结在一起，形成了稳定的界面层。PE基体与这些不完全交联网络相互贯穿，使整个填充体系处在一种类似热塑性INP(互穿网络)的网络结构中。
附图说明
[0031]图1为本专利技术中PE/CaCO3和加入相容剂的PE/CaCO3共混体系的缺口低温冲击断面的扫描电镜照片。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对技术方案做进一步的说明，需要注意的是：本文中所说的上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。本文中为零部件所编序号本身，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高PE吹膜力学性能的加工方法，其特征是，其中PE膜通过吹膜方法制备，步骤如下：将100份低密度聚乙烯、4
‑
10份改性后的纳米碳酸钙、2
‑
5份相容剂和0.05～0.1份抗氧化剂混合后置于混合搅拌机中(转速为1200r/min)搅拌4.5h；将搅拌均匀的聚乙烯/纳米碳酸钙混合料静置2h；将静置后的聚乙烯/纳米碳酸钙混合料置于真空作业泵中保持真空脱泡30min；防止混合料中的气泡对聚乙烯薄膜的成型效果产生不良影响；将步骤(2)所述混合料输送至螺杆挤出机中，在120
‑
200℃温度，常压或加压条件下熔融挤出，冷却至20
‑
40℃，经切粒机切粒，造型制得可熔融加工聚乙烯树脂，再经螺杆挤出进行吹塑成膜制成PE膜。2.如权利要求1所述的一种提高PE吹膜力学性能的加工方法，其特征是，所述吹塑成膜是采用单螺杆挤出吹膜机，长径比为22～28，螺杆主机加热区至少为三段式加热，熔融温度为130～190℃，模口缝隙小于1.0mm，螺杆转速10～20rpm；牵引速度根据挤出速度调节。3.如权利要求1所述的一种提高PE吹膜力学性能的加工方法，其特征是，所述低密度聚乙烯是LDPE2420H或LDPETN00。4.如权利要求1所述的一种提高PE吹膜力学性能的加工方法，其特征是，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小英，敖志良，
申请(专利权)人：江西华明纳米碳酸钙有限公司，
类型：发明
国别省市：