一種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料及其制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及高分子復合材料領域，具體的涉及一種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻 隔材料。
【背景技術】：
[0002] 尼龍樹脂具有耐油性好、耐低溫、耐白蟻、易于加工，機械力學性能好等優點。目前 主要應用于汽車油箱和輸油管道，隨著環保呼聲的增大，對油箱和輸油管道隔油性能的要 求也越來越高。尼龍樹脂對氧氣、二氧化碳和烴類有機溶劑等都有很好的阻隔性能，但是對 濕氣很敏感，因此咋使用之前需要進行處理。
[0003]目前，制備高阻隔高分子材料方法主要有：（1)磺化、氟化法，可以有效提高材料 對氣體和溶劑的阻隔性能，且處理時間短，但是設備投資成本高，占地面積大，維護成本高， 氣體磺化劑有毒；（2)多層共擠，該方法生產時間短，能耗少，成本低，生產環境衛生條件 好，不產生三廢物質，制品中無殘留溶劑，但是造價低，邊角料回收困難，制薄膜容易，制容 器困難；（3)共混改性，造價低，可利用現有的加工設備，易實現工業化，邊角料回收容易， 但是共混物需采用增容劑及增容技術，加工工藝參數要求高。
【發明內容】
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[0004] 本發明的目的是提供一種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料，其阻隔性能好， 相容性好，抗沖擊性高，耐高溫，廣泛應用于航空航天領域。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0006] -種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料，以重量份計，包括以下組分：
[0007] 聚酰胺20-50份，聚乙烯20-30份，
[0008] 乙烯-丙烯酸共聚物5-10份，
[0009] 碳納米管2-5份，催化劑1-3份，
[0010] 穩定劑2-5份，潤滑劑3-6份。
[0011] 作為上述技術方案的優選，一種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料，以重量份 計，包括以下組分：
[0012] 聚酰胺35份，聚乙烯30份，
[0013] 乙烯-丙烯酸共聚物10份，
[0014] 碳納米管3份，催化劑2份，
[0015] 穩定劑5份，潤滑劑5份。
[0016] 作為上述技術方案的優選，所述聚酰胺為PA6,其分子量為20000-23000,密度為 L05-1. 25g/cm3〇
[0017] 作為上述技術方案的優選，所述碳納米管，其長徑比為3-6:1。
[0018] 作為上述技術方案的優選，所述催化劑為離子交換樹脂。
[0019] 作為上述技術方案的優選，所述穩定劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、脂肪酸鋅、脂肪酸 鈣中的一種或多種混合。
[0020] 一種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料的制備方法，包括以下步驟：
[0021] (1)將碳納米管、濃硝酸溶液，在120_150°C下回流2_3h，過濾，真空干燥，得到羧 基化碳納米管；
[0022] (2)將聚酰胺、聚乙烯和乙烯-丙烯酸共聚物，加入到高速混合機中，在 8000-10000轉/分，溫度150-180°C的狀態下，混合攪拌20-30min，繼續加入步驟（1)得到 的羧基化碳納米管、催化劑、穩定劑、潤滑劑，繼續攪拌20-50min，得到混合衆料；
[0023] (3)將步驟⑵得到的混合漿料，由雙螺桿擠出機擠出造粒后，再經注塑機中注塑 成型，得到環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料。
[0024] 作為上述技術方案的優選，步驟（1)中，所述碳納米管、濃硝酸的質量比為 1:5-10〇
[0025] 作為上述技術方案的優選，步驟（1)中，所述回流的溫度為150°C，所述回流的時 間為2h。
[0026] 作為上述技術方案的優選，步驟（3)中，所述擠出造粒的工藝條件為料筒前、中、 后部溫度分別為260-290 °C，250-280 °C、230-270°C，螺桿轉速為80r/min，機頭壓力為 0. 8-2.OMPa，所述注塑成型的條件為：一段250-270°C，二段260-280°C，三段260-290°C，機 頭溫度為260-280°C，注射壓力為1. 5-3.OMPa。
[0027] 本發明具有以下有益效果：
[0028] 本發明采用共混改性的方法對聚酰胺進行改性，通過添加羧基化碳納米管、乙 烯-丙烯酸共聚物作為增容劑，使得聚酰胺和聚乙烯相容性大大提高，相界面粘結力大大 增強，從而阻隔性能得到有效日高；
[0029] 本制備方法對設備要求不高，成本低，條件溫和，易于控制，制備過程中無有毒物 質釋放，對環境無害。
【具體實施方式】：
[0030] 為更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用于解釋 本發明，不會對本發明構成任何的限定。
[0031] 實施例1
[0032] -種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料，以重量份計，包括以下組分：
[0033] 聚酰胺20份，聚乙烯20份，
[0034] 乙烯-丙烯酸共聚物5份，
[0035] 碳納米管2份，催化劑1份，
[0036] 穩定劑2份，潤滑劑3份。
[0037] 其制備方法包括以下步驟：
[0038] (1)將碳納米管、濃硝酸溶液，在120°C下回流2h，過濾，真空干燥，得到羧基化碳 納米管；
[0039] (2)將聚酰胺、聚乙烯和乙烯-丙烯酸共聚物，加入到高速混合機中，在8000轉/ 分，溫度150°C的狀態下，混合攪拌20min，繼續加入步驟⑴得到的羧基化碳納米管、催化 劑、穩定劑、潤滑劑，繼續攪拌20min，得到混合漿料；
[0040] (3)將步驟（2)得到的混合漿料，由雙螺桿擠出機在料筒前、中、后部溫度分別為 260°(：，250°(：、230°(：，螺桿轉速為8(^/111111，機頭壓力為0.810^的條件下擠出造粒后，再經 注塑機中在一段250°C，二段260°C，三段260°C，機頭溫度為260°C，注射壓力為1. 5MPa的 條件下注塑成型，得到環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料。
[0041] 實施例2
[0042] -種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料，以重量份計，包括以下組分：
[0043] 聚酰胺50份，聚乙烯30份，
[0044] 乙烯-丙烯酸共聚物10份，
[0045] 碳納米管5份，催化劑3份，
[0046] 穩定劑5份，潤滑劑6份。
[0047] 其制備方法包括以下步驟：
[0048] (1)將碳納米管、濃硝酸溶液，在150°C下回流3h，過濾，真空干燥，得到羧基化碳 納米管；
[0049] (2)將聚酰胺、聚乙烯和乙烯-丙烯酸共聚物，加入到高速混合機中，在10000轉/ 分，溫度180°C的狀態下，混合攪拌30min，繼續加入步驟⑴得到的羧基化碳納米管、催化 劑、穩定劑、潤滑劑，繼續攪拌50min，得到混合漿料；
[0050] (3)將步驟（2)得到的混合漿料，由雙螺桿擠出機在料筒前、中、后部溫度分別為 290°(：，280°(：、270°(：，螺桿轉速為8(^/111111，機頭壓力為2.010^的條件下擠出造粒后，再經 注塑機中在一段270°C，二段280°C，三段290°C，機頭溫度為280°C，注射壓力為3.OMPa的 條件下注塑成型，得到環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料。
[0051] 實施例3
[0052] -種環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料，以重量份計，包括以下組分：
[0053] 聚酰胺30份，聚乙烯22份，
[0054] 乙烯-丙烯酸共聚物6份，
[0055] 碳納米管3份，催化劑1. 5份，
[0056] 穩定劑3份，潤滑劑4份。
[0057] 其制備方法包括以下步驟：
[0058] (1)將碳納米管、濃硝酸溶液，在130°C下回流2. 2h，過濾，真空干燥，得到羧基化 碳納米管；
[0059] (2)將聚酰胺、聚乙烯和乙烯-丙烯酸共聚物，加入到高速混合機中，在8500轉/ 分，溫度160°C的狀態下，混合攪拌22min，繼續加入步驟（1)得到的羧基化碳納米管、催化 劑、穩定劑、潤滑劑，繼續攪拌30min，得到混合漿料；
[0060] (3)將步驟⑵得到的混合漿料，由雙螺桿擠出機在料筒前、中、后部溫度分別為 270°(：，260°(：、240°(：，螺桿轉速為8(^/111111，機頭壓力為1.010^的條件下擠出造粒后，再經 注塑機中在一段260°C，二段270°C，三段270°C，機頭溫度為265°C，注射壓力為1. 7MPa的 條件下注塑成型，得到環保型聚乙烯/聚酰胺積層阻隔材料。