一种交替微层结构的高阻渗性塑料制品生产方法
【专利摘要】一种交替微层结构的高阻渗性塑料制品生产方法，包括以下步骤：a.制备阻隔母粒；b.将阻隔母粒和基体树脂分别加入两台挤出机中，通过模头的倍增器微分作用形成基体树脂层和阻隔层的交替微层结构；c.在倍增器模头上连接流延模头，挤出微层结构片材，双向拉伸，采用双片热成型法成型复杂结构的制品；或在步骤a和b之后，在倍增器模头上连接管材挤出模头，采用中空吹塑法制备简单结构的制品。所述塑料制品用于汽车油箱，也可用于汽油容器，如油瓶、油桶等对阻隔有较高要求的包装容器。
【专利说明】—种交替微层结构的高阻渗性塑料制品生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于塑料制品加工领域，尤其涉及一种交替微层结构的高阻渗性塑料制品生产方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业技术的发展和各国环保与安全要求的不断提高，对塑料燃油箱阻渗性能的要求越来越高。欧洲ECE规定油箱在4.(TC的环境温度下，8周内的平均燃油损失不得超过20g/24h。美国加利福尼亚州又提出整个燃油系统的燃油损失不超过2g/24h的CARB法规。一些汽车制造商已经提出“零渗透”ZEV的目标。高阻渗性已成为当今汽车塑料燃油箱的发展趋势，这对高阻渗性复合塑料研发和生产提出了要求。
[0003]美国90%以上的汽车油箱采用多层塑料共挤出中空成型。多层塑料燃油箱中空吹塑机一般有六台挤出机，分别塑化挤出每一层。其中内层、焊接层为主料，内层为高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)，焊接层为马来酸酐接枝高密度聚乙烯，阻隔层为乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龙6/66 (PA6/66)。EVOH树脂具有优异的防油及防有机溶剂的特性，可用于有机溶剂的包装，汽车油箱等对防油有高要求的生产。德国机械制造公司成功开发出双片热成型法加工汽车塑料油箱。与吹塑(中空成型)法汽车塑料油箱相比，双片热成型油箱由上下两片组成，在连接前可以在片材内侧附装其它部件，因而能生产吹塑法难以成型的复杂结构油箱。
[0004]我国对高阻隔塑料油箱及专用料的研究较少，在CN1315469A中描述采用长链尼龙作为阻隔层的多层油箱专用料的生产工艺。目前国外汽车常用的EVOH阻隔层的多层塑料油箱几乎没有专利，而现有技术的多层共挤中空吹塑技术投入成本高，技术难度大，废品率高是阻碍高阻隔塑料油箱生产和推广的关键问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服以上多层共挤中空吹塑存在的缺陷，基于微层共挤出新技术，生产一种具有交替微层结构的高阻渗性塑料制品，并把这种塑料制品用于汽车油箱，也可用于汽油容器，如油瓶、油桶等对阻隔有较高要求的包装容器。
[0006]为了实现以上目的，本发明提出以下技术方案 。
[0007]—种交替微层结构的高阻渗性塑料制品生产方法，包括以下步骤:
a.将基体树脂、阻隔材料和助剂共混挤出制备阻隔母粒；
b.将阻隔母粒和基体树脂分别加入两台挤出机中，两台挤出机的机头接入倍增器模头，通过模头的倍增微分作用形成基体树脂层和阻隔层的交替微层结构；
c.在倍增器模头上连接流延模头，挤出微层结构片材，经过双向拉伸达到所需厚度，采用双片热成型法成型，其中上下两片连接前在油箱内侧安装各种附件，制备复杂结构的制品;
或者d.在步骤a和b之后，在倍增器模头上连接管材挤出模头，采用中空吹塑法制备简单结构的制品。
[0008]优选地，所述的阻隔母粒配方为(按照质量百分比):基体树脂70、5、阻隔材料广20、助剂1.5-10。所述助剂及质量百分比是相容剂广9，抗氧剂0.5~2。
[0009]优选地，所述的基体树脂是高密度聚乙烯(HDPE)、高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)或聚丙烯(PP)，优选高密度聚乙烯(HDPE)或高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)。
[0010]优选地，所述的阻隔材料是具有优良阻隔作用的聚合物或无机纳米片状填料。所述聚合物包括:乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。所述无机纳米片状填料包括:纳米蒙脱土、石墨烯、石墨烯微片、云母片、闻岭土、滑石粉等。
[0011]优选地，所述的相容剂是聚烯烃马来酸酐接枝物或聚烯烃甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物等。
[0012]优选地,所述的抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂DSTP、抗氧剂164、抗氧剂2246、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或者多种混合物。
[0013]优选地，所述的阻隔母粒的共混挤出温度为16(T260°C。
[0014]优选地，所述的交替微层结构中阻隔母粒和基体树脂的质量比例为:(30%~50%):(50%~70%)。
[0015]优选地，所述的步骤b中两台挤出机的各段温度一致，都为18(T250°C，共挤出口模温度为25(T280°C。
[0016]优选地，所述的倍增 器模头的分层层数为10-2000层，其为美国EDI公司或美国Cloeren公司生产的熔体分层倍增器。
[0017]优选地，所述步骤c的双片热成型法是先把每片片材真空吸塑成型，然后内侧安装附件，最后按照组装要求把两片成型好的片材通过加热、超声波或者其他方式焊接成型，最终产品就是结构较为复杂的制品，例如汽车油箱。
[0018]优选地，所述步骤d的中空吹塑法是在倍增器模头后面连接均匀分流模，然后连接吹塑挤出模头，当熔体汇聚成管材后中空吹塑成型，最终产品就是结构较为简单的汽车油箱或者油瓶、油桶等制品。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1本发明高阻渗性交替微层结构汽车油箱成型工艺路线图。
[0020]图2本发明高阻渗性交替微层结构。
[0021]图3本发明高阻渗性交替微层结构。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
[0023]实施例1
阻隔材料采用石墨烯微片，阻隔母粒配方如下=HDPE (85%)、石墨烯微片(8%)、HDPE接枝马来酸酐(6%)、抗氧剂1010 (0.8%)、抗氧剂DSTP (0.2%)，共混后加入挤出机造粒，生产石墨烯微片阻隔母粒。将阻隔母粒和HDPE分别加入两台挤出机，控制阻隔母粒和HDPE在共挤模头分配器的比例为60:40，经过倍增器的微层叠作用，形成128层的层叠复合片材，经过双向拉伸控制片材厚度为3_，石墨烯微片在阻隔层中如图2所示，沿着片材平面规则排列形成阻隔结构，采用双片热成型法生产高阻渗性汽车油箱。按照GB/T 1038-2000测试汽车油箱的氧气透过量为1.24 X 10_4Cm3/(m2.d.Pa)，通过美国CARB TP-901法规燃油箱渗透排放不超出2.0g/(m2.d)的要求。
[0024] 实施例2
阻隔材料采用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，阻隔母粒配方如下:HDPE (70%)、EVOH(20%)、HDPE接枝马来酸酐(9%)、抗氧剂1010 (0.8%)、抗氧剂DSTP (0.2%)，共混后加入挤出机造粒，生产石墨烯微片阻隔母粒。将阻隔母粒和HDPE分别加入两台挤出机，控制阻隔母粒和HDPE在共挤模头分配器的比例为50:50，经过倍增器的微层叠作用，形成64层的层叠复合片材，经过双向拉伸控制片材厚度为3mm，阻隔层和HDPE层交替微层结构如图3所示，采用双片热成型法生产高阻渗性汽车油箱。按照GB/T 1038-2000测试汽车油箱的氧气透过量为2.89 X IO-4Cm3/(m2.d.Pa)，通过美国CARB TP-901法规燃油箱渗透排放不超出 2.0g/ (m2.d)的要求。
【权利要求】
1.一种交替微层结构的高阻渗性塑料制品生产方法，包括以下步骤: a.将基体树脂、阻隔材料和助剂共混挤出制备阻隔母粒； b.将阻隔母粒和基体树脂分别加入两台挤出机中，两台挤出机的机头接入倍增器模头，通过模头的倍增微分作用形成基体树脂层和阻隔层的交替微层结构； c.在倍增器模头上连接流延模头，挤出微层结构片材，经过双向拉伸达到所需厚度，采用双片热成型法成型，其中上下两片连接前在油箱内侧安装各种附件，制备复杂结构的制品; 或者d.在步骤a和b之后，在倍增器模头上连接管材挤出模头，采用中空吹塑法制备简单结构的制品。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述阻隔母粒配方为(按照质量百分比):基体树脂70~95、阻隔材料I~20、助剂1.5-10。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述助剂及质量百分比是相容剂广9，抗氧剂0.5~2。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述基体树脂是高密度聚乙烯(HDPE )、高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE )或聚丙烯(PP )。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述基体树脂是高密度聚乙烯或高分子量闻密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述阻隔材料是具有优良阻隔作用的聚合物或无机纳米片状填料。
7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述聚合物包括:乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龙6、尼龙66、尼龙`11、尼龙12、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
8.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述无机纳米片状填料包括:纳米蒙脱土、石墨稀、石墨稀微片、z?母片、闻岭土、滑石粉。
9.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述相容剂是聚烯烃马来酸酐接枝物或聚烯烃甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝物。
10.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂DSTP、抗氧剂164、抗氧剂2246、亚磷酸酯类抗氧剂的一种或者多种混合物。
11.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述阻隔母粒的共混挤出温度为160~260。。。
12.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述交替微层结构中阻隔母粒和基体树脂的质量比例为:(30%~50%):(50%~70%)。
13.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤b中两台挤出机的各段温度一致，都是18(T250°C，共挤出的口模温度为25(T280°C。
14.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述倍增器模头的分层层数为10~2000 层。
15.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤c的双片热成型法是先把每片片材真空吸塑成型，然后内侧安装附件，最后把两片成型好的片材通过加热或超声波焊接成型。
16.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤d的中空吹塑法是在倍增器模头后面连接 均匀分流模，然后连接吹塑挤出模头，当熔体汇聚成管材后中空吹塑成型。
【文档编号】C08L77/02GK103524823SQ201310364861
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】谈述战, 杨有财, 刘毅, 王德禧 申请人:青岛中科昊泰新材料科技有限公司