一种阻燃ldpe母料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本申请属于LDPE材料制备领域,尤其涉及一种阻燃LDPE母料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]低密度聚乙烯(LDPE)是一种塑料材料,它适合热塑性成型加工的各种成型工艺,成型加工性好。LDPE主要用途是作薄膜产品,还用于注塑制品,医疗器具,药品和食品包装材料,吹塑中空成型制品等。通常,LLDPE树脂用密度和熔体指数来表征。密度由聚合物链中共聚单体的浓度决定。共聚单体的浓度决定了聚合物中的短支链量。短支链的长度则取决于共聚单体的类型。共聚单体浓度越高,树脂的密度越低。此外,熔体指数是树脂平均分子量的反映,主要由反应温度(溶液法)和加入链转移剂(气相法)来决定。平均分子量与分子量分布无关,后者主要受催化剂类型影响。低密度聚乙稀(Low density polyethylene,简称LDPE)通常是以乙稀为单体,在98.0?294MPa的高压下,用氧或有机过氧化物为引发剂,经聚合所得的聚合物,密度为0.910?0.9259/cm3.中密度聚乙烯(MDPE)密度为0.926?0.9409/cm3 ;甚低密度聚乙烯(VLDPE)密度在0.910g/cm3以下。
[0003]LLDPE在20世纪70年代由Un1n Carbide公司工业化,它代表了聚乙烯催化剂和工艺技术的重大变革,使聚乙烯的产品范围显著扩大。LLDPE用配位催化剂代替自由基引发剂,以及用较低成本的低压气相聚合取代成本较高的高压反应器,在比较短的时间内,便以其优异的性能和较低的成本,在许多领域已替代了 LDPE。LLDPE几乎渗透到所有的传统聚乙烯市场,包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。LLDPE产品无毒、无味、无臭,呈乳白色颗粒。与LDPE相比具有强度高、韧性好、刚性强、耐热、耐寒等优点,还具有良好的耐环境应力开裂、耐撕裂强度等性能,并可耐酸、碱、有机溶剂等。2005年,中国LLDPE产量为188万吨,约占PE总产量的35.5% ;消费量355万吨,约占PE总消费量的33.8%。预计未来2?3年内,LLDPE消费量将保持8%左右的速度继续增长。按照当前市场价格12000元/吨计算,中国LLDPE的市场规模已经超过了 400亿元。通常,LLDPE树脂用密度和熔体指数来表征。密度由聚合物链中共聚单体的浓度决定。共聚单体的浓度决定了聚合物中的短支链量。短支链的长度则取决于共聚单体的类型。共聚单体浓度越高,树脂的密度越低。此外,熔体指数是树脂平均分子量的反映,主要由反应温度(溶液法)和加入链转移剂(气相法)来决定。平均分子量与分子量分布无关,后者主要受催化剂类型影响。LLDPE在20世纪70年代由Un1n Carbide公司工业化,它代表了聚乙烯催化剂和工艺技术的重大变革,使聚乙烯的产品范围显著扩大。LLDPE用配位催化剂代替自由基引发剂,以及用较低成本的低压气相聚合取代成本较高的高压反应器,在比较短的时间内,便以其优异的性能和较低的成本,在许多领域已替代了 LDPE。目前LLDPE几乎渗透到所有的传统聚乙烯市场,包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。LLDPE产品无毒、无味、无臭,呈乳白色颗粒。与LDPE相比具有强度高、韧性好、刚性强、耐热、耐寒等优点,还具有良好的耐环境应力开裂、耐撕裂强度等性能,并可耐酸、碱、有机溶剂等。2005年,我国LLDPE产量为188万吨,约占PE总产量的35.5% ;消费量355万吨,约占PE总消费量的33.8%。预计未来2?3年内,LLDPE消费量将保持8%左右的速度继续增长。按照当前市场价格12000元/吨计算,我国LLDPE的市场规模已经超过了 400亿元。
[0004]低密度聚乙烯按聚合方法,可分为高压法和低压法。按照反应器类型可分为釜式法和管式法。以乙烯为原料,送入反应器,在引发剂的作用下以高压压缩进行聚合反应,从反应器出来的物料,经分离器除去未反应的乙烯之后,经熔融挤出造粒,干燥、掺合,送去包装。LDPE和LLDPE都具有极好的流变性或熔融流动性。LLDPE有更小的剪切敏感性,因为它具有窄分子量分布和短支链。在剪切过程中(例如挤塑),LLDPE保持了更大的粘度,因而比相同熔融指数的LDPE难于加工。在挤塑中,LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子链的应力松弛更快,并且由此物理性质对吹胀比改变的敏感性减小。线形低密度聚乙烯由于较高的抗张强度、较好的抗穿刺和抗撕裂性能,主要用于制造薄膜。2005年世界LLDPE消费量为1617万吨,同比增长6.4%。在消费结构中,薄膜制品仍占最大比例,消费量为1190万吨,占总消费量的73.6%,其次为注塑,消费量为114.8万吨,约占LLDPE总消费量的7.1%。2005年,中国LLDPE和LDPE消费总量为598万吨,其中LLDPE消费量为355万吨,同比增长25.4%,占LLDPE/LDPE消费总量的59.4% ;LDPE消费量为243万吨,同比增加0.7%,占LLDPE/LDPE消费总量的40.6%。从LLDPE/LDPE消费结构看,薄膜仍是消费的最大品种,消费量为485万吨,占LLDPE/LDPE总消费量的77.5%,其中包装膜313万吨,占总消费量的50% ;农膜134.5万吨,占消费总量的22.5% ;特殊包装膜37.6万吨,占消费总量的6%。其次为注塑制品,消费量为55.7万吨,占消费总量的8.9%。其后依次为涂层制品、管材和电线电缆,消费量分别为31.3万吨、18.8万吨和15.7万吨,分别占总消费量的5%、3%和2.5% ;其它消费量为18.8万吨,占总消费量的3%。从2003?2005年LLDPE/LDPE的消费情况看,薄膜的消费比例一直保持在77%左右,第二大品种注塑制品的消费比例也一直在9%上下徘徊。预计未来2?3年内,虽然各项品种的绝对消费量将继续增长,但其消费比例会基本维持目前态势;由于包装膜的需求相对增长较快,农膜的消费比例将会降至20%左右。由于LLDPE的性能不断改善,其应用领域也不断扩大,未来市场对LLDPE的需求增速将大大高于LDPE和HDPE0
[0005]与通常使用的丁烯共聚单体相比,以己烯和辛烯作为共聚单体生产的LLDPE具有更为优良的性能。LLDPE树脂的最大用途在于薄膜的生产,以长链α-烯烃(如己稀、辛烯)作为共聚单体生产的LLDPE树脂制成的薄膜及制品在拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等许多方面均优于用丁烯作为共聚单体生产的LLDPE树脂。自20世纪90年代以来,国外的PE生产厂商及用户均趋向于用己烯及辛烯替代丁烯。据悉,用辛烯作共聚单体,树脂性能不一定能比己烯共聚有更进一步的改善,且价格反而贵些,因此国外主要LLDPE生产商使用己烯来替代丁烯的趋势更为明显。由于国内尚无大规模生产己烯、辛烯,且进口价格较贵,因此,现今国内生产的LLDPE树脂主要用丁烯作为共聚单体。国内有些企业在引进LLDPE生产装置时虽有用己烯作共聚单体的牌号,但终因国内无己烯生产而不得不放弃,仅在开车考核时进口少量己烯。中国进口的高档LLDPE多为此类产品。预计今后对以1-己烯为单体的LLDPE需求将有较大增长。而随着人性化理念的普及,及新型和谐社会的构成,设计一种冲击强度高、拉伸强度高和断裂伸长率高的阻燃LDPE母料及其制备方法是非常必要的。
【发明内容】
[0006]解决的技术问题:
本申请针对上述技术问题,提供一种阻燃LDPE母料及其制备方法,解决现有LDPE冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率低等技术问题。
[0007]技术方案:
一种阻燃LDPE母料,所述阻燃LDPE母料的原料按重量份数配比如下:LDPE100份;钛白粉5-25份;LLDPE30-50份;钛酸酯1.5-5.5份;白油1-20份;CPE15_35份;抗氧剂4-16份;氢氧化铝25-45份;五溴甲苯5-25份;聚乙烯蜡为2_8份;阻燃剂40-60份;二碱式亚磷酸铅为6-14份;滑石粉为8-18份;戊二酸3-7份;UV_327为0.1-0.5份。
[0008]作为本发明的一种优选技术方案:所述阻燃LDPE母料的原料按重量份数配比如下:LDPE100份;钛白粉10-20份;LLDPE35_45份;钛酸酯2.5-4.5份;白油5-15份;CPE20-30份;抗氧剂8-12份;氢氧化铝30-40份;五溴甲苯10-20份;聚乙烯蜡为3-7份;阻燃剂45-55份;二碱式亚磷酸铅为8-12份;滑石粉为10-16份;戊二酸4_6份;UV_327为0.2-0.4 份。
[0009]作为本发明的一种优选技术方案:所述阻燃LDPE母料的原料按重量份数配比如下:LDPE100份;钛白粉15份;LLDPE40份;钛酸酯3.5份;白油10份;CPE25份;抗氧剂15份;氢氧化铝35份;五溴甲苯15份;聚乙烯蜡为5份;阻燃剂50份;二碱式亚磷酸铅为10份;滑石粉为15份;戊二酸5份;UV-327为0.3份。
[0010]作为本发明的一种优选技术方案:所述抗氧剂采用抗氧剂1010或抗氧剂DLTP。
[0011]作为本发明的一种优选技术方案:所述阻燃剂采用三氧化二锑或十溴联苯醚。
[0012]作为本发明的一种优选技术方案:所述阻燃LDPE母料的制备方法,包括如下步骤:
第一步:按照重量份数配比称取LDPE、钛白粉、LLDPE、钛酸酯、白油、CPE、抗氧剂、氢氧化铝、五溴甲苯、聚乙烯蜡、阻燃剂、二碱式亚磷酸铅、滑石粉为、戊二酸和UV-327 ;
第二步:将LDPE、钛白粉、LLDPE、钛酸酯和白油投入反应釜中加热至50-60°C,搅拌5-10min,搅拌速度 200_300r/min ;
第三步:将搅拌后的物料与剩余原料投入捏合机中,捏合4