一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法
【專利摘要】一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，它涉及一種合金添加劑的制備方法。本發明的目的是要解決現有現有添加劑制備的塑料編織袋存在耐破度差、撕裂度差、拉伸強度差的問題。制備方法：一、稱量；二、無機填料活化；三、動態硫；四、將合金材料加入雙螺桿擠出機中進行擠出，然后依次經冷卻成型和切割，即得到涂覆用涂塑合金添加劑。優點：采用本發明涂覆用涂塑合金添加劑制備的塑料編織袋在保持塑料的主要性能如斷裂伸長率達到200％、熔體流動速率達到了80g/10min、拉伸強度使達到30MPa以上、剝離強度提高了37N。本發明主要用于制備涂覆用涂塑合金添加劑。
【專利說明】一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種合金添加劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前市場上生產塑料編織袋，大多采用傳統的聚丙烯材料為底布，用流動性好的 聚丙烯粉為原料制成的涂膜料為主料，添加適當的高壓聚乙烯材料，提高涂覆膜的涂覆粘 度。采用本方式生產原料生產塑料編織袋，雖然在一定程度上滿足使用性能，但是會使材料 的拉伸強度、流動性、耐老化性、高溫、制品的表面及使用性能影響很大，常常因為老化的問 題導致產品出現產品在承重（拉伸強度）、剝離強度、流動性、制品的表面光澤下降等方面 的不足、因此在使用方面限制了一定的使用范圍。
[0003] 聚乙烯無毒、無臭，具有優良的耐低溫性能，低溫使用溫度可達70?KKTC，化學 穩定性好，常溫下不溶于一般溶劑，聚丙烯有較好的耐熱性，長期使用溫度可超過l〇〇°C，當 沒有外界壓力時，甚至在150°c下應用也不變形損傷，熱變形溫度為90?105°C。由于聚乙 烯、聚丙烯、樹脂具有上述優異的性能使其在塑料編織袋中被廣泛應用。但是PP、PE分子屬 于半結晶塑料，因此結晶速度較快，添加劑加多將導致材料變脆，剛性較大、沖擊強度與拉 伸強度低，成型收縮率大，對于環境應力特別敏感耐老化性不好，隨結晶度及相對分子質量 提高，耐蠕變性較差，一定程度上限制了該產品在包裝行業上的應用，因此現有生產編織袋 的添加劑制備存在融指低、沖擊強度及拉伸強度低的問題，一定條件下限制了其產品的使 用。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是要解決現有添加劑制備的塑料編織袋存在耐破度差、撕裂度差、 拉伸強度差的問題，而提供一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法。
[0005] -種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的：
[0006] -、稱量：按重量份數稱取22?30份低密度聚乙烯、5?40份乙烯-丙烯共聚物、 50?60份無機填料、1?2份潤滑劑、1?2份偶聯劑、1?2份熱穩定劑、0. 25?0. 31份 交聯劑、0. 2?1份抗氧劑和0. 2?1份光穩定劑；
[0007] 二、無機填料活化：將步驟一稱取的50?60份無機填料、1?2份熱穩定劑和1? 2份偶聯劑加入高混機中，在溫度為l〇〇°C?120°C混合活化lOmin?20min，得到活化無機 填料；
[0008] 三、動態硫化：將步驟一稱取的5?40份乙烯-丙烯共聚物、0. 25?0. 31份交聯 劑、1?2份潤滑劑、22?30份低密度聚乙烯、0. 2?1份抗氧劑、0. 2?1份光穩定劑和步 驟二得到的活化無機填料加入高混機中，在溫度為l〇〇°C?120°C混合lOmin?20min，得到 合金材料；
[0009] 四、烘干：將合金材料以120kg/min的加料速度加入雙螺桿擠出機中進行擠出，然 后依次經冷卻成型和切割制備成粒徑為1?2_、長度為2?3_的顆粒，即得到涂覆用涂 塑合金添加劑。
[0010] 本發明優點：一、本發明在使用乙烯-丙烯共聚物改性低密度聚乙烯，采用擠出雙 階的生產工藝，改變分子結構形態，在交聯劑（過氧化二異丙苯（DCP)或四甘醇二丙烯酸 酯）作用下，通過充分的產品層狀結構的設計，采用本發明涂覆用涂塑合金添加劑制備的 塑料編織袋在保持塑料的拉伸強度達到30MPa以上；
[0011] 二、本發明通過動態硫化使產品具有高流動性、高韌性，其共混物的形態和結構更 加穩定，采用本發明涂覆用涂塑合金添加劑制備的塑料編織袋在保持塑料的斷裂伸長率達 到了 200%。
[0012] 三、本發明通過動態硫化能強化乙烯-丙烯共聚物與低密度聚乙烯的相容性，達 到二者結合后的高粘度，又提高其高流動性，采用本發明涂覆用涂塑合金添加劑制備的塑 料編織袋在保持塑料的熔體流動速率提高了 80g/10min。
[0013] 四、本發明產品通過引入無機填料，采用偶聯劑和熱穩定劑對無機填料表面的處 理，增加材料兩相之間的親和力，有效改善其與材料的界面作用力，最終提高涂覆用涂塑合 金添加劑的熱穩定性，顯著提高塑料編織袋的剛性，尺寸穩定性，防止高溫蠕變，從而提高 塑料編織袋的剝離強度。
[0014] 五、本發明在低密度聚乙烯（LDPE)材料中加入了乙烯-丙烯體系共聚物，引入無 機填料，消除了 LDPE與無機填料中材料兩項材料中沒有親和力造成的不良影響，采用本發 明涂覆用涂塑合金添加劑制備的塑料編織袋在保持塑料編織袋原有性能的基礎上，使塑料 編織袋的主要性能如斷裂伸長率達到200%、熔體流動速率達到了 80g/10min、拉伸強度使 達到30MPa以上、剝離強度提高了 37N。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0015] 一：本實施方式是一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，具體是 按以下步驟完成的：
[0016] 一、稱量：按重量份數稱取22?30份低密度聚乙烯、5?40份乙烯-丙烯共聚物、 50?60份無機填料、1?2份潤滑劑、1?2份偶聯劑、1?2份熱穩定劑、0. 25?0. 31份 交聯劑、0. 2?1份抗氧劑和0. 2?1份光穩定劑；
[0017] 二、無機填料活化：將步驟一稱取的50?60份無機填料、1?2份熱穩定劑和1? 2份偶聯劑加入高混機中，在溫度為l〇〇°C?120°C混合活化lOmin?20min，得到活化無機 填料；
[0018] 三、動態硫化：將步驟一稱取的5?40份乙烯-丙烯共聚物、0. 25?0. 31份交聯 劑、1?2份潤滑劑、22?30份低密度聚乙烯、0. 2?1份抗氧劑、0. 2?1份光穩定劑和步 驟二得到的活化無機填料加入高混機中，在溫度為l〇〇°C?120°C混合lOmin?20min，得到 合金材料；
[0019] 四、烘干：將合金材料以120kg/min的加料速度加入雙螺桿擠出機中進行擠出，然 后依次經冷卻成型和切割制備成粒徑為1?2_、長度為2?3_的顆粒，即得到涂覆用涂 塑合金添加劑。
[0020] 本實施方式步驟三得到的合金材料烙體流動速率為10g/10min?80g/10min、剝 離強度為15N?37N。
[0021] 本實施方式在使用乙烯-丙烯共聚物改性低密度聚乙烯，采用擠出雙階的生產工 藝，改變分子結構形態，在交聯劑（過氧化二異丙苯（DCP)或四甘醇二丙烯酸酯）作用下， 通過充分的產品層狀結構的設計，采用本實施方式涂覆用涂塑合金添加劑制備的塑料編織 袋在保持塑料的拉伸強度達到30MPa以上；
[0022] 本實施方式通過動態硫化使產品具有高流動性、高韌性，其共混物的形態和結構 更加穩定，采用本實施方式涂覆用涂塑合金添加劑制備的塑料編織袋在保持塑料的斷裂伸 長率達到了 200%。
[0023] 本實施方式通過動態硫化能強化乙烯-丙烯共聚物與低密度聚乙烯的相容性，達 到二者結合后的高粘度，又提高其高流動性，采用本實施方式涂覆用涂塑合金添加劑制備 的塑料編織袋在保持塑料的熔體流動速率提高了 80g/10min。
[0024] 本實施方式產品通過引入無機填料，采用偶聯劑和熱穩定劑對無機填料表面的處 理，增加材料兩相之間的親和力，有效改善其與材料的界面作用力，最終提高涂覆用涂塑合 金添加劑的熱穩定性，顯著提高塑料編織袋的剛性，尺寸穩定性，防止高溫蠕變，從而提高 塑料編織袋的剝離強度。
[0025] 本實施方式在低密度聚乙烯（LDPE)材料中加入了乙烯-丙烯體系共聚物，引入無 機填料，消除了 LDPE與無機填料中材料兩項材料中沒有親和力造成的不良影響，采用本發 明涂覆用涂塑合金添加劑制備的塑料編織袋在保持塑料編織袋原有性能的基礎上，使塑料 編織袋的主要性能如斷裂伸長率達到200%、熔體流動速率達到了 80g/10min、拉伸強度使 達到30MPa以上、剝離強度提高了 37N。
【具體實施方式】 [0026] 二：本實施方式與一的不同點是：步驟一中所述的低 密度聚乙烯的分子量為10萬至30萬。其他與一相同。
【具體實施方式】 [0027] 三：本實施方式與一或二之一不同點是：步驟一中所 述的乙烯-丙烯共聚物的熔體流動速率為120g/10min。其他與一或二相同。
[0028] 本實施方式所述的乙烯-丙烯共聚物以乙烯單體和丙烯單體為原料，以茂金屬催 化劑為催化劑，按乙烯單體與丙烯單體的摩爾比為1:1制備而成。
【具體實施方式】 [0029] 四：本實施方式與一至三之一不同點是：步驟一中所 述的無機填料為粒度為1250目的方解石粉。其他與一至三相同。
【具體實施方式】 [0030] 五：本實施方式與一至四之一不同點是：步驟一中所 述的潤滑劑為低分子聚乙烯蠟。其他與一至四相同。
【具體實施方式】 [0031] 六：本實施方式與一至五之一不同點是：步驟一中所 述的偶聯劑為稀土鋁酸酯。其他與一至五相同。
【具體實施方式】 [0032] 七：本實施方式與一至六之一不同點是：步驟一中所 述的熱穩定劑為硬脂酸。其他與一至六相同。
[0033]
【具體實施方式】八：本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同點是：步驟一中所 述的交聯劑為過氧化二異丙苯或四甘醇二丙烯酸酯。其他與【具體實施方式】一至七相同。 [0034]
【具體實施方式】九：本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同點是：步驟一中所 述的抗氧劑為3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基）丙酸十八酯、四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羥基 苯基）丙酸]季戊四醇酯、1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二叔丁基-4-羥基芐基）苯或 三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯。其他與【具體實施方式】一至八相同。
【具體實施方式】 [0035] 十：本實施方式與一至九之一不同點是：步驟一中所 述的光穩定劑為水楊酸對-叔丁基苯酯、雙水楊酸對酚A酯、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、 2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、楊酸對辛基苯酯或2-羥基-4-正十二烷氧基二苯甲酮。其 他與一至九相同。
[0036]
【具體實施方式】^ :本實施方式與【具體實施方式】一至九之一不同點是：步驟二中 雙螺桿擠出機工藝參數如下：雙螺桿擠出機的機筒分為1區、2區、3區、4區、5區和6區，1 區溫度為200°C?210°C、2區溫度為210°C?220°C、3區溫度為220°C?225°C、4區溫度 為225°C?230°C、5區溫度為230°C?240°C、6區溫度為250°C?260°C，熔融共混的轉速 為240?300轉/min，熔融共混的熔體壓力為4MPa?lOMPa。其他與【具體實施方式】一至十 相同。
[0037] 采用下述試驗驗證本發明效果：
[0038] 試驗一：一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的：
[0039] -、稱量：按重量份數稱取30份低密度聚乙烯、13份乙烯-丙烯共聚物、50份無機 填料、1. 5份潤滑劑、2份偶聯劑、2份熱穩定劑、0. 3份交聯劑、0. 2份抗氧劑和1份光穩定 劑；
[0040] 二、無機填料活化：將步驟一稱取的50份無機填料、2份熱穩定劑和?2份偶聯劑 加入高混機中，在溫度為110°c混合活化15min，得到活化無機填料；
[0041] 三、動態硫化：將步驟一稱取的13份乙烯-丙烯共聚物、0. 3份交聯劑、1. 5份潤滑 齊?、30份低密度聚乙烯、0. 2份抗氧劑、1份光穩定劑和步驟二得到的活化無機填料加入高 混機中，在溫度為ll〇°C混合15min，得到合金材料；
[0042] 四、烘干：將合金材料以120kg/min的加料速度加入雙螺桿擠出機中進行擠出，然 后依次經冷卻成型和切割制備成粒徑為1?2_、長度為2?3_的顆粒，即得到涂覆用涂 塑合金添加劑；雙螺桿擠出機工藝參數如下：雙螺桿擠出機的機筒分為1區、2區、3區、4 區、5區和6區，1區溫度為205°C、2區溫度為215°C、3區溫度為225°C、4區溫度為230°C、 5區溫度為235°C、6區溫度為255°C，熔融共混的轉速為280轉/min，熔融共混的熔體壓力 為 8MPa。
[0043] 本實驗步驟一中所述的低密度聚乙烯選自分子量為10萬到30萬的聚乙烯；本實 驗步驟一中所述的乙烯-丙烯體系共聚物為埃克森美孚公司最新生產的熔指在120 (MFR) 乙烯-丙烯共聚物；本實驗步驟一中所述的無機填料為1250目的超細方解石粉；本實驗步 驟一中所述的潤滑劑為低分子聚乙烯蠟；本實驗步驟一中所述的偶聯劑為稀土鋁酸酯；本 實驗步驟一中所述的熱穩定劑為硬脂酸鈣；本實驗步驟一中所述的交聯劑是過氧化二異丙 苯）；本實驗步驟一中所述的抗氧劑為1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二叔丁基-4-羥基 芐基）苯；本實驗步驟一中所述的光穩定劑為雙水楊酸對酚A酯（BAD)。
[0044] 本實驗所述的涂覆用涂塑合金添加劑的性能如下：熔體流動速為80g/min、拉伸 強度為3010^、斷裂伸長率為200%、剝離強度為3710^，沖擊強度351^/〇11 2，纖度2000旦、 拉扯力lOOnmm。
[0045] 試驗二：一種塑料編織袋的制備方法，具體是按以下步驟完成的：
[0046] -：將涂覆用涂塑合金添加劑、LLDPE樹脂、PP樹脂抗氧化劑和紫外線吸收劑依次 加入混合機中，在溫度為80°C下進行混合均勻，得到混合物；步驟一中所述的涂覆用涂塑 合金添加劑與LLDPE樹脂的質量比為100:2. 5 ;步驟一中所述的涂覆用涂塑合金添加劑與 PP樹脂抗氧化劑的質量比為100:2. 5 ;步驟一中所述的涂覆用涂塑合金添加劑與紫外線吸 收劑的質量比為100:0.025 ;
[0047] 二：將混合物以125kg/min的加料速度加入到擠出機中進行擠出，然后冷卻成型， 即得到生產編織袋的涂覆編織布；擠出機的生產條件如下：熔融共混的熔體壓力為8MPa， 擠出機的螺桿直徑90mm，主電機電流為90?95A，長徑比為（L/D) 24,壓縮比為3. 7,吹脹比 為2,圓形口模間隙為0. 8mm，機頭連接器的溫度為215°C，口模的溫度為220°C，冷卻水的溫 度為20°C，螺桿轉速為48rpm，助劑電流為90?95A，拉伸倍率為7. 2,擠出機機筒溫度為四 個區：一區 195°C、二區 205°C、三區 210°C、四區 210°C ;
[0048] 三：首先將預熱輥筒的溫度預熱至70°C，冷卻棍的溫度調至40°C，然后以口膜至 生產編織袋的涂覆編織布間隙為110mm將步驟二得到的生產編織袋的涂覆編織布放入螺 桿擠出機中進行擠出，得到編織袋涂覆布的扁絲；螺桿擠出機的條件如下：螺桿為直徑為 65mm，主電機功率為25kW，長徑比為32,采用螺旋膜頭，連接器為205°C，機頭為205°C，螺桿 轉速為65rpm，牽引速度為120m/min，螺桿擠出機機筒的溫度分別為三個區：一區18(TC、二 區為195°C、三區為205°C ;
[0049] 四：利用圓筒編織機采用平模方法將步驟三得到的編織袋涂覆布的扁絲進行編 織，然后依次經過切割、裁斷和縫紉，即得到塑料編織袋；圓筒編織機的條件如下：機頭溫 度為245°C，吹賬比為1. 2、螺桿轉速為40rpm，牽引速度為80m/min，熱拉伸溫度為105°C，停 留時間為1. 4s，拉伸倍數為5倍，圓筒編織機機筒的溫度分別為三個區：一區170°C、二區溫 度為225°C、三區的溫度為240°C。
[0050] 本實驗步驟一中所述的涂覆用涂塑合金添加劑是試驗一制備的。
[0051] 檢測試驗二制備的塑料編織袋的性能，如表1所示，表1中標準是指塑料編織袋性 能標準，即達到該標準才算合格的塑料編織袋，表1中"LLDPE"是指單獨以LLDPE樹脂為原 料制備的塑料編織袋；表1中"PP"是指單獨以PP樹脂為原料制備的塑料編織袋；表1中 "LLDPE/PP+涂覆用涂塑合金添加劑"是指試驗二制備的塑料編織袋；通過表1可知試驗二 制備的塑料編織袋各項標準都達到塑料編織袋性能標準，且試驗二制備的塑料編織袋的徑 向拉伸強度、緯向拉伸強度和縫向拉伸強度都有顯著的提高。
[0052] 表 1
[0053]
【權利要求】
1. 一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于一種涂覆用涂塑合金添加劑的 制備方法是按以下步驟完成的： 一、 稱量：按重量份數稱取22?30份低密度聚乙烯、5?40份乙烯-丙烯共聚物、50? 60份無機填料、1?2份潤滑劑、1?2份偶聯劑、1?2份熱穩定劑、0. 25?0. 31份交聯 劑、0. 2?1份抗氧劑和0. 2?1份光穩定劑； 二、 無機填料活化：將步驟一稱取的50?60份無機填料、1?2份熱穩定劑和1?2份 偶聯劑加入高混機中，在溫度為l〇〇°C?120°C混合活化lOmin?20min，得到活化無機填 料； 三、 動態硫化：將步驟一稱取的5?40份乙烯-丙烯共聚物、0. 25?0. 31份交聯劑、 1?2份潤滑劑、22?30份低密度聚乙烯、0. 2?1份抗氧劑、0. 2?1份光穩定劑和步驟 二得到的活化無機填料加入高混機中，在溫度為l〇〇°C?120°C混合lOmin?20min，得到合 金材料； 四、 烘干：將合金材料以120kg/min的加料速度加入雙螺桿擠出機中進行擠出，然后依 次經冷卻成型和切割制備成粒徑為1?2mm、長度為2?3mm的顆粒，即得到涂覆用涂塑合 金添加劑。
2. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的低密度聚乙烯的分子量為10萬至30萬。
3. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的乙烯-丙烯共聚物的熔體流動速率為120g/10min。
4. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的無機填料為粒度為1250目的方解石粉。
5. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的潤滑劑為低分子聚乙烯蠟。
6. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的偶聯劑為稀土鋁酸酯；步驟一中所述的熱穩定劑為硬脂酸。
7. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的交聯劑為過氧化二異丙苯或四甘醇二丙烯酸酯。
8. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的抗氧劑為3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基）丙酸十八酯、四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羥 基苯基）丙酸]季戊四醇酯、1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二叔丁基-4-羥基芐基）苯 或三（2, 4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯。
9. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟一 中所述的光穩定劑為水楊酸對-叔丁基苯酯、雙水楊酸對酚Α酯、2-羥基-4-甲氧基二苯 甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、楊酸對辛基苯酯或2-羥基-4-正十二烷氧基二苯甲 酮。
10. 根據權利要求1所述的一種涂覆用涂塑合金添加劑的制備方法，其特征在于步驟 二中雙螺桿擠出機工藝參數如下：雙螺桿擠出機的機筒分為1區、2區、3區、4區、5區和6 區，1區溫度為200°C?210°C、2區溫度為210°C?220°C、3區溫度為220°C?225°C、4區 溫度為225°C?230°C、5區溫度為230°C?240°C、6區溫度為250°C?260°C，熔融共混的 轉速為240?300轉/min，熔融共混的熔體壓力為4MPa?lOMPa。
【文檔編號】C08L23/16GK104194129SQ201410468196
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】郭照軍, 劉振雷, 郭宇 申請人:哈爾濱盛洋塑膠材料有限公司