專利名稱：一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻隔材料及其制備方法，尤其是涉及一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
高密度聚乙烯作為常用的包裝材料，具有很多優(yōu)勢(shì)剛度、強(qiáng)度、硬度、抗蠕變性、 光澤度與阻濕氣滲透性均較高，具有較好的抗沖擊韌性、電絕緣性、抗撕裂性、耐低溫性等， 但HDPE的阻02、CO2和阻油滲透性能很差，所以需要對(duì)其進(jìn)行改性處理，以適應(yīng)包裝材料較高的阻隔性能的要求。目前用來(lái)改善高密度聚乙烯的阻隔性能的方法主要有對(duì)塑料表面進(jìn)行氟化、磺化或噴涂等表面處理技術(shù)；聚乙烯層、粘接層、阻隔層等多層共擠技術(shù)；高密度聚乙烯與阻隔樹(shù)脂層狀共混改性技術(shù)。表面處理技術(shù)會(huì)引起環(huán)境污染，不宜采用；多層共擠技術(shù)要求專用的多層中空吹塑成型機(jī)，對(duì)設(shè)備要求高，工藝控制困難，產(chǎn)品成本較高；層狀共混改性技術(shù)的機(jī)理為起阻隔作用的阻隔樹(shù)脂呈分散相分布于連續(xù)相基體樹(shù)脂中，阻隔層與基體組成多層結(jié)構(gòu)，使得容器中溶劑分子穿透途徑變得迂回曲折，增加了途徑的長(zhǎng)度，因而增加了容器的阻隔性能。在共混加工過(guò)程中，若阻隔樹(shù)脂沒(méi)有被足夠拉伸，而以較大顆粒狀分布于基體樹(shù)脂中， 或者，阻隔樹(shù)脂由于受到過(guò)強(qiáng)的剪切而被破碎成微粒，不形成片狀，共混物的阻隔性能都得不到改善。近幾十年來(lái)，聚烯烴/阻隔樹(shù)脂材料在包裝業(yè)和汽車(chē)工業(yè)上用途越來(lái)越廣，研究并開(kāi)發(fā)具有高阻隔性且易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的聚合物材料就顯得越來(lái)越重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種制備方法簡(jiǎn)單易行，加工工藝易于控制的聚乙烯基復(fù)合阻隔材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料，其特征在于，該材料包括以下組分及重量份含量高密度聚乙烯樹(shù)脂50-90 ；聚合物纖維40-10 ；相容劑0-10。所述的高密度聚乙烯樹(shù)脂為市售的HDPE樹(shù)脂。所述的聚合物纖維具有優(yōu)良的阻隔性能，選自尼龍6纖維(PA6)、尼龍66纖維 (PA66)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯纖維(PEN)中的一種或幾種。所述的聚合物纖維的熔融溫度大于220°C。所述的相容劑為馬來(lái)酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸等的接枝物或共聚
3物。一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量備料高密度聚乙烯樹(shù)脂50-90、聚合物纖維40-10、相容劑0-10 ；(2)將高密度聚乙烯樹(shù)脂于170 190°C熔融，得到高密度聚乙烯樹(shù)脂熔體；(3)將聚合物纖維經(jīng)過(guò)含有相容劑的高密度聚乙烯樹(shù)脂的熔體分散和浸潤(rùn)，使聚合物纖維完全浸潤(rùn)；(4)將得到的完全浸潤(rùn)的聚合物纖維冷卻后切成相應(yīng)長(zhǎng)度的粒料；(5)對(duì)得到的粒料進(jìn)行吹塑、擠出或注塑成型，即得到具有阻隔性能的產(chǎn)品。步驟(3)中所述的聚合物纖維由紗架引出，經(jīng)張力輥調(diào)節(jié)張力，進(jìn)入熔體浸漬模頭，在模頭內(nèi)利用相容劑及高密度聚乙烯樹(shù)脂的熔體對(duì)聚合物纖維進(jìn)行分散和浸潤(rùn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備得到的產(chǎn)品中起阻隔作用的材料始終以纖維形式存在，由于阻隔性聚合物纖維在熔融浸漬過(guò)程中沒(méi)有剪切并控制高密度聚乙烯樹(shù)脂熔體的溫度，使得阻隔性聚合物纖維在制得的復(fù)合材料中沒(méi)有受到損害且均勻分散于基體樹(shù)脂中， 保持了粒料中阻隔性聚合物纖維的連續(xù)性和分散性，也保證了通過(guò)后續(xù)的吹塑、擠出和注塑過(guò)程得到的制品中阻隔性聚合物纖維的完整性和均勻性，因此，容器中溶劑分子穿透容器壁時(shí)將會(huì)由于這些阻隔性聚合物纖維的存在而阻力重重，從而改善了材料的阻隔性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1HDPE樹(shù)脂在170°C溫度條件下塑化熔融，得到HDPE樹(shù)脂熔體；將50kg的連續(xù)PET 纖維經(jīng)過(guò)50kg的HDPE樹(shù)脂的熔體浸漬，使得PET纖維完全浸潤(rùn)。其中，連續(xù)PET纖維由紗架引出，經(jīng)張力輥調(diào)節(jié)張力，進(jìn)入熔體浸漬模頭，在模頭內(nèi)實(shí)現(xiàn)纖維的分散和浸潤(rùn)，通過(guò)模頭的纖維的出口控制纖維的含量，冷卻固化，經(jīng)切粒機(jī)切成固定的長(zhǎng)度(例如8mm、12mm
寸J ο實(shí)施例2 HDPE樹(shù)脂在180°C溫度條件下塑化熔融，得到HDPE樹(shù)脂熔體；將60kg的連續(xù)PA66 纖維經(jīng)過(guò)30kg的HDPE樹(shù)脂的熔體浸漬，使得PA66纖維完全浸潤(rùn)。其中，連續(xù)PA66纖維由紗架引出，經(jīng)張力輥調(diào)節(jié)張力，進(jìn)入熔體浸漬模頭，在模頭內(nèi)實(shí)現(xiàn)纖維的分散和浸潤(rùn)，通過(guò)模頭的纖維的出口控制纖維的含量，冷卻固化，經(jīng)切粒機(jī)切成固定的長(zhǎng)度(例如8mm、12mm
寸乂 O實(shí)施例3HDPE樹(shù)脂在190°C溫度條件下塑化熔融，得到HDPE樹(shù)脂熔體；將70kg的連續(xù)的 PEN纖維經(jīng)過(guò)20kg的HDPE樹(shù)脂的熔體浸漬，使得PEN纖維完全浸潤(rùn)。其中，連續(xù)PEN纖維由紗架引出，經(jīng)張力輥調(diào)節(jié)張力，進(jìn)入熔體浸漬模頭，在模頭內(nèi)實(shí)現(xiàn)纖維的分散和浸潤(rùn)，通過(guò)模頭的纖維的出口控制纖維的含量，冷卻固化，經(jīng)切粒機(jī)切成固定的長(zhǎng)度(例如8mm、12mm
實(shí)施例4一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料的制備方法，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及含量備料高密度聚乙烯樹(shù)脂50kg、聚合物纖維40kg、相容劑10kg，其中，高密度聚乙烯樹(shù)脂采用市售的HDPE樹(shù)脂，聚合物纖維具有優(yōu)良的阻隔性能，熔融溫度大于220°C，本實(shí)施例所采用的聚合物纖維為尼龍6纖維和尼龍66纖維的混合纖維，相容劑為馬來(lái)酸酐共聚物；(2)將高密度聚乙烯樹(shù)脂于180°C熔融，得到高密度聚乙烯樹(shù)脂熔體；(3)將聚合物纖維由紗架引出，經(jīng)張力輥調(diào)節(jié)張力，進(jìn)入熔體浸漬模頭，在模頭內(nèi)利用相容劑及高密度聚乙烯樹(shù)脂的熔體對(duì)聚合物纖維進(jìn)行分散和浸潤(rùn)，使聚合物纖維完全浸潤(rùn)；(4)將得到的完全浸潤(rùn)的聚合物纖維冷卻后切成相應(yīng)長(zhǎng)度的粒料；(5)對(duì)得到的粒料進(jìn)行吹塑、擠出或注塑成型，即得到具有阻隔性能的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料，其特征在于，該材料包括以下組分及重量份含量高密度聚乙烯樹(shù)脂50-90;聚合物纖維40-10 ；相容劑0-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料，其特征在于，所述的高密度聚乙烯樹(shù)脂為市售的HDPE樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料，其特征在于，所述的聚合物纖維具有優(yōu)良的阻隔性能，選自尼龍6纖維(PA6)、尼龍66纖維(PA66)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯纖維(PEN)中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料，其特征在于，所述的聚合物纖維的熔融溫度大于220°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料，其特征在于，所述的相容劑為馬來(lái)酸酐或甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸等的接枝物或共聚物。
6.一種如權(quán)利要求1所述的聚乙烯基復(fù)合阻隔材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量備料高密度聚乙烯樹(shù)脂50-90、聚合物纖維40-10、相容劑0-10 ；(2)將高密度聚乙烯樹(shù)脂于170 190°C熔融，得到高密度聚乙烯樹(shù)脂熔體；(3)將聚合物纖維經(jīng)過(guò)含有相容劑的高密度聚乙烯樹(shù)脂的熔體分散和浸潤(rùn)，使聚合物纖維完全浸潤(rùn)；(4)將得到的完全浸潤(rùn)的聚合物纖維冷卻后切成相應(yīng)長(zhǎng)度的粒料；(5)對(duì)得到的粒料進(jìn)行吹塑、擠出或注塑成型，即得到具有阻隔性能的產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料的制備方法，其特征在于，步驟 (3)中所述的聚合物纖維由紗架引出，經(jīng)張力輥調(diào)節(jié)張力，進(jìn)入熔體浸漬模頭，在模頭內(nèi)利用相容劑及高密度聚乙烯樹(shù)脂的熔體對(duì)聚合物纖維進(jìn)行分散和浸潤(rùn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚乙烯基復(fù)合阻隔材料及其制備方法，該材料包括以下組分及重量份含量高密度聚乙烯樹(shù)脂50-90、聚合物纖維40-10、相容劑0-10，將高密度聚乙烯樹(shù)脂熔融，聚合物纖維經(jīng)過(guò)含有相容劑的高密度聚乙烯樹(shù)脂的熔體分散和浸潤(rùn)，使聚合物纖維完全浸潤(rùn)，冷卻后切成相應(yīng)長(zhǎng)度的粒料，對(duì)得到的粒料進(jìn)行吹塑、擠出或注塑成型，即得到具有阻隔性能的產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易行，加工工藝易于控制，得到的產(chǎn)品具有優(yōu)良的阻隔性能。
文檔編號(hào)C08J5/04GK102532645SQ20101059984
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者孫利明, 楊桂生, 肖玲玲 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司