【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子复合材料，具体涉及一种蛭石/聚乙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚乙烯(pe)是世界通用合成树脂中产量最大的品种，其力学性能优异，耐酸碱腐蚀，同时价格低廉，广泛应用于管材、薄膜、中空容器等制品。但聚乙烯为非极性聚合物，其分子链间相互作用力较弱，自由体积较大，因此气体阻隔性能不佳，限制了其在高气密性场景的应用，如作为食品包装、输气管道等使用。因此，提高聚乙烯制品的气体阻隔性一直是聚乙烯改性的一个重要方向。现有的提高聚合物气体阻隔性的技术方法主要有两种，一是利用无机层状阻隔填料加入到聚合物基体中来提高其气体阻隔性能，另一种是与具有高气体阻隔性能的聚合物进行共混来提高其气体阻隔性能。两种途径各有优缺点，利用无机阻隔填料这一方法，一般成本较低并且较易实施，添加少量的填料就可以获得较好的效果，是一种非常不错的选择。
2、蛭石是一种既经济实惠，又具备阻隔性能的填料，将其作为聚乙烯的阻隔填料非常合适。蛭石是结构层为2：1的层状硅酸盐物质，具有可膨胀的层间间隙，将蛭石经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石叫做膨胀蛭石。膨胀蛭石是层状结构，化学性质稳定，具有良好的吸水性、隔音性、隔热性、耐火性和耐冻性等。另外，膨胀蛭石是一种与蒙脱石相似的粘土矿物，为层状结构的硅酸盐，具备良好的气体阻隔性能。因此，膨胀蛭石可以作为聚乙烯的阻隔填料，将两者混合可以提高聚乙烯的气体阻隔性能。
3、《有机蛭石_高密度聚乙烯复合材料的制备及性能研究》浦行佳等公开使用插层法对蛭石进行改性，制备出有机
4、因此，本领域尚需对聚乙烯复合材料进一步进行研究。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种蛭石/聚乙烯复合材料及其制备方法，以进一步提高现有技术中蛭石/聚乙烯复合材料的气体阻隔性能。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种蛭石/聚乙烯复合材料，包括聚乙烯树脂和片层状膨胀蛭石，所述片层状膨胀蛭石在所述聚乙烯树脂内形成多层次的有序取向结构，所述片层状膨胀蛭石的粒径为100微米至500微米。
3、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其中，所述片层状膨胀蛭石占所述蛭石/聚乙烯复合材料的质量含量为0.5～5wt％；所述片层状膨胀蛭石的粒径为100微米至300微米。
4、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其中，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯中的至少一种，所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.970g/cm3，所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3，所述线型低密度聚乙烯的密度为0.910～0.940g/cm3。
5、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其中，所述片层状膨胀蛭石为有机改性后的膨胀蛭石，改性剂为硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
6、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其中，所述蛭石/聚乙烯复合材料氧气渗透系数为0.85×10-14-2.70×10-14cm3·cm/cm2·s·pa。
7、为了达到上述目的，本专利技术还提供了上述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
8、步骤1，将膨胀蛭石的粒径研磨为100微米至500微米；
9、步骤2，将研磨后的膨胀蛭石、聚乙烯树脂和助剂共混，造粒，得到蛭石/聚乙烯复合材料。
10、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其中，所述膨胀蛭石是由蛭石焙烧得到的，焙烧温度为800～1000℃；所述研磨的方法为：将所述膨胀蛭石在200-400rpm下球磨1-10min，再在500-700rpm下球磨1-10min。
11、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其中，研磨后的膨胀蛭石在共混前进行改性处理，改性剂为硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵中的至少一种，所述改性剂的用量为蛭石/聚乙烯复合材料质量的0.25～5wt％。
12、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其中，步骤2共混过程中还加入了改性剂，所述改性剂为硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵中的至少一种，所述改性剂的用量为蛭石/聚乙烯复合材料质量的0.25～2.5wt％。
13、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其中，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯中的至少一种，所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.970g/cm3，所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3，所述线型低密度聚乙烯的密度为0.910～0.940g/cm3。
14、本专利技术所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其中，所述研磨后的膨胀蛭石的质量占所述蛭石/聚乙烯复合材料的质量含量为0.5～5wt％；所述助剂包括抗氧剂和加工助剂，所述抗氧剂的加入量为蛭石/聚乙烯复合材料的质量的0.1～1wt％，所述加工助剂的加入量为蛭石/聚乙烯复合材料的质量的0.1～1wt％。
15、本专利技术的有益效果：
16、(1)本专利技术采用膨胀蛭石作为添加材料，具有成本低廉，工艺简单等优点，适合工业化大规模推广；
17、(2)本专利技术具有特定粒径的膨胀蛭石在与聚乙烯树脂混合造粒过程中，能够诱导聚乙烯结晶，使聚乙烯晶粒细化，提高复合材料的结晶度，进而提高复合材料的气体阻隔性能。
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1.一种蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，包括聚乙烯树脂和片层状膨胀蛭石，所述片层状膨胀蛭石在所述聚乙烯树脂内形成多层次的有序取向结构，所述片层状膨胀蛭石的粒径为100微米至500微米。
2.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述片层状膨胀蛭石占所述蛭石/聚乙烯复合材料的质量含量为0.5～5wt％；所述片层状膨胀蛭石的粒径为100微米至300微米。
3.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯中的至少一种，所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.970g/cm3，所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3，所述线型低密度聚乙烯的密度为0.910～0.940g/cm3。
4.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述片层状膨胀蛭石为有机改性后的膨胀蛭石，改性剂为硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述蛭石/聚乙烯复合材料氧气
6.一种蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述膨胀蛭石是由蛭石焙烧得到的，焙烧温度为800～1000℃；所述研磨的方法为：将所述膨胀蛭石在200-400rpm下球磨1-10min，再在500-700rpm下球磨1-10min。
8.根据权利要求6所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，研磨后的膨胀蛭石在共混前进行改性处理，改性剂为硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵中的至少一种，所述改性剂的用量为蛭石/聚乙烯复合材料质量的0.25～5wt％。
9.根据权利要求6所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2共混过程中还加入了改性剂，所述改性剂为硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵中的至少一种，所述改性剂的用量为蛭石/聚乙烯复合材料质量的0.25～2.5wt％。
10.根据权利要求6所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯中的至少一种，所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.970g/cm3，所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3，所述线型低密度聚乙烯的密度为0.910～0.940g/cm3。
11.根据权利要求6所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述研磨后的膨胀蛭石的质量占所述蛭石/聚乙烯复合材料的质量含量为0.5～5wt％；所述助剂包括抗氧剂和加工助剂，所述抗氧剂的加入量为蛭石/聚乙烯复合材料的质量的0.1～1wt％，所述加工助剂的加入量为蛭石/聚乙烯复合材料的质量的0.1～1wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，包括聚乙烯树脂和片层状膨胀蛭石，所述片层状膨胀蛭石在所述聚乙烯树脂内形成多层次的有序取向结构，所述片层状膨胀蛭石的粒径为100微米至500微米。
2.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述片层状膨胀蛭石占所述蛭石/聚乙烯复合材料的质量含量为0.5～5wt％；所述片层状膨胀蛭石的粒径为100微米至300微米。
3.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯中的至少一种，所述高密度聚乙烯的密度为0.941～0.970g/cm3，所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3，所述线型低密度聚乙烯的密度为0.910～0.940g/cm3。
4.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述片层状膨胀蛭石为有机改性后的膨胀蛭石，改性剂为硅烷偶联剂、十四烷基三甲基溴化铵、十烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的蛭石/聚乙烯复合材料，其特征在于，所述蛭石/聚乙烯复合材料氧气渗透系数为0.85×10-14-2.70×10-14cm3·cm/cm2·s·pa。
6.一种蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的蛭石/聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述膨胀蛭石是由蛭石焙烧得到的，焙烧温度为800～1000℃；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢晓英，高源，潘凯，荔栓红，吴颖，郭奇，胡杰，袁文静，盛力，张庆，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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