本发明涉及一种pe材料及制备工艺，具体涉及一种高阻隔性的pe材料及其制备工艺。
背景技术：
聚乙烯(polyethylene，pe)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯树脂来源范围广，价格低廉，电气、加工性能好，被大量应用于日用品、外包装、汽车车体、建筑行业以及家用电气等方面，聚乙烯没有刺激性气味、几乎没有毒性、具有良好的耐低温性能，其化学稳定性优异，耐大多数酸碱，常温下不溶于一般溶剂，吸湿性较小，电绝缘性能好等优点
目前部分外包装采用聚乙烯，由于聚乙烯的阻隔性差，部分包装产品(食品、医药、化妆品等)受到气体、水分的侵蚀后，容易发生变质。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是pe材料阻隔性低的问题，目的在于提供一种高阻隔性的pe材料及其制备工艺，解决pe材料阻隔性低的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：60-80份聚乙烯、5-10份丙烯酸羟乙酯、1-5份亚磷酸三苯酯、10-20份聚合物/纳米sio2复合材料、2-6份阻燃剂。
本发明采用聚合物/纳米sio2复合材料对pe进行改性，聚合物/纳米sio2复合材料具有很好的阻隔性，因此，聚合物/纳米sio2复合材料能够提高pe材料的阻隔性；纳米sio2在聚合物中分散较均匀、团聚较少，能有效地发挥其纳米效应，同时纳米sio2起到异相成核的作用，使晶粒细化，改善复合材料的结晶性能，从而提高复合材料的阻隔性能；聚乙烯、丙烯酸羟乙酯、亚磷酸三苯酯、聚偏氟乙烯是pe材料的主要成分，阻燃剂用于增强pe材料的阻燃性。
一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：80份聚乙烯、8份丙烯酸羟乙酯、3份亚磷酸三苯酯、20份聚合物/纳米sio2纳米复合材料、4份阻燃剂。本发明优选了各个组分的配比，在低成本下，使得pe的阻隔性满足要求。
一种高阻隔性的pe材料，还包括2-5份抗氧剂、1-3份润滑剂。
所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。相比纯聚合物，在最佳sio2含量下，高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透氧系数分别降低了21.0％、18.9％、4.7％和38.4％；高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透湿系数较于纯聚合物分别下降了29.4％和25.9％；聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料的透湿系数随着其中纳米sio2加量的增加而减小。
一种高阻隔性的pe材料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、按照组分配比称取60-80份聚乙烯、5-10份丙烯酸羟乙酯、1-5份亚磷酸三苯酯、10-20份聚合物/纳米sio2纳米复合材料、2-6份阻燃剂；
s2、将步骤s1中称取的各组分投入反应釜中，升温至100-120℃，在400rpm～600rpm的搅拌速度下搅拌2-3小时获得混合料；
s3、将步骤s2中获得的混合料投入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机料筒温度为150℃～200℃，螺杆转速100rpm～120rpm，挤出造粒。
步骤s2中反应釜温度为115℃。本发明优选最佳反应温度。
步骤s3中双螺杆挤出机料筒温度为180℃。结合工艺的操作难度及pe材料的冷却时间及挤出效率，优选出最佳的温度。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种高阻隔性的pe材料中采用聚合物/纳米sio2复合材料对pe进行改性，提高了pe材料的阻隔性；
2、本发明一种高阻隔性的pe材料阻燃性好，阻隔氧气及水蒸气的性能佳；
3、本发明一种高阻隔性的pe材料的制备工艺操作简单，成本低，生产效率高。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：60-80份聚乙烯、5-10份丙烯酸羟乙酯、1-5份亚磷酸三苯酯、10-20份聚合物/纳米sio2复合材料、2-6份阻燃剂，还包括2-5份抗氧剂、1-3份润滑剂。所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。相比纯聚合物，在最佳sio2含量下，高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透氧系数分别降低了21.0％、18.9％、4.7％和38.4％；高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透湿系数较于纯聚合物分别下降了29.4％和25.9％；聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料的透湿系数随着其中纳米sio2加量的增加而减小。
本发明采用聚合物/纳米sio2复合材料对pe进行改性，聚合物/纳米sio2复合材料具有很好的阻隔性，因此，聚合物/纳米sio2复合材料能够提高pe材料的阻隔性；纳米sio2在聚合物中分散较均匀、团聚较少，能有效地发挥其纳米效应，同时纳米sio2起到异相成核的作用，使晶粒细化，改善复合材料的结晶性能，从而提高复合材料的阻隔性能；聚乙烯、丙烯酸羟乙酯、亚磷酸三苯酯、聚偏氟乙烯是pe材料的主要成分，阻燃剂用于增强pe材料的阻燃性。本发明一种高阻隔性的pe材料的透氧系数较于现有未改性的pe材料的透氧系数降低了10-20％；本发明一种高阻隔性的pe材料的透湿系数较于现有未改性的pe材料的透湿系数降低了25-30％。
实施例2
基于实施例1，本发明一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：60份聚乙烯、5份丙烯酸羟乙酯、1份亚磷酸三苯酯、10份聚合物/纳米sio2复合材料、2份阻燃剂，还包括2-5份抗氧剂、1-3份润滑剂。所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。相比纯聚合物，在最佳sio2含量下，高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透氧系数分别降低了21.0％、18.9％、4.7％和38.4％；高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透湿系数较于纯聚合物分别下降了29.4％和25.9％；聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料的透湿系数随着其中纳米sio2加量的增加而减小。
本发明一种高阻隔性的pe材料的透氧系数较于现有未改性的pe材料的透氧系数降低了18-20％；本发明一种高阻隔性的pe材料的透湿系数较于现有未改性的pe材料的透湿系数降低了25-28％。
实施例3
与实施例2不同的是，一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：80份聚乙烯、8份丙烯酸羟乙酯、3份亚磷酸三苯酯、20份聚合物/纳米sio2纳米复合材料、4份阻燃剂，还包括2-5份抗氧剂、1-3份润滑剂。所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。相比纯聚合物，在最佳sio2含量下，高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透氧系数分别降低了21.0％、18.9％、4.7％和38.4％；高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料的透湿系数较于纯聚合物分别下降了29.4％和25.9％；聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料的透湿系数随着其中纳米sio2加量的增加而减小。
本发明优选了各个组分的配比，在低成本下，使得pe的阻隔性满足要求。本发明一种高阻隔性的pe材料的透氧系数较于现有未改性的pe材料的透氧系数降低了22-25％；本发明一种高阻隔性的pe材料的透湿系数较于现有未改性的pe材料的透湿系数降低了30-35％。
实施例4
本发明一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：80份聚乙烯、10份丙烯酸羟乙酯、5份亚磷酸三苯酯、20份聚合物/纳米sio2复合材料、6份阻燃剂，还包括2-5份抗氧剂、1-3份润滑剂。所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。
本发明一种高阻隔性的pe材料的透氧系数较于现有未改性的pe材料的透氧系数降低了24-26％；本发明一种高阻隔性的pe材料的透湿系数较于现有未改性的pe材料的透湿系数降低了33-35％。与实施例3相比，本实施例阻隔性为出现较大的改进，透氧系数与透湿系数的降低点基本相同。
实施例5
基于上述实施例，一种高阻隔性的pe材料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、按照组分配比称取60-80份聚乙烯、5-10份丙烯酸羟乙酯、1-5份亚磷酸三苯酯、10-20份聚合物/纳米sio2纳米复合材料、2-6份阻燃剂；
s2、将步骤s1中称取的各组分投入反应釜中，升温至100-120℃，在400rpm～600rpm的搅拌速度下搅拌2-3小时获得混合料；
s3、将步骤s2中获得的混合料投入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机料筒温度为150℃～200℃，螺杆转速100rpm～120rpm，挤出造粒。
步骤s2中反应釜温度为115℃。本发明优选最佳反应温度。
步骤s3中双螺杆挤出机料筒温度为180℃。结合工艺的操作难度及pe材料的冷却时间及挤出效率，优选出最佳的温度。
对比例1
本发明一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：40份聚乙烯、5-10份丙烯酸羟乙酯、1-5份亚磷酸三苯酯、5份聚合物/纳米sio2复合材料、2-6份阻燃剂，还包括2-5份抗氧剂、1-3份润滑剂。所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。
本发明一种高阻隔性的pe材料的透氧系数较于现有未改性的pe材料的透氧系数降低了0.5％-0.8％；本发明一种高阻隔性的pe材料的透湿系数较于现有未改性的pe材料的透湿系数降低了0.3％-0.5％。与实施例2-4相比，本实施例的阻隔性与现有未改性的pe材料阻隔性基本相同，未有显著改变。
对比例2
本发明一种高阻隔性的pe材料，包括以下重量份数的组分：100份聚乙烯、5-10份丙烯酸羟乙酯、1-5份亚磷酸三苯酯、30份聚合物/纳米sio2复合材料、2-6份阻燃剂，还包括2-5份抗氧剂、1-3份润滑剂。所述聚合物/纳米sio2复合材料为高密度聚乙烯/纳米sio2复合材料、聚氯乙烯/纳米sio2复合材料、聚碳酸酯/纳米sio2复合材料、聚丙烯/纳米sio2复合材料中的一种或多种。
本发明一种高阻隔性的pe材料的透氧系数较于现有未改性的pe材料的透氧系数降低了0.8％-0.9％；本发明一种高阻隔性的pe材料的透湿系数较于现有未改性的pe材料的透湿系数降低了0.5％-0.8％。与实施例2-4相比，本实施例的阻隔性与现有未改性的pe材料阻隔性基本相同，未有显著改变。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。