一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法
【专利摘要】一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，它涉及一种合金添加剂的制备方法。本发明的目的是要解决现有现有添加剂制备的塑料编织袋存在耐破度差、撕裂度差、拉伸强度差的问题。制备方法：一、称量；二、无机填料活化；三、动态硫；四、将合金材料加入双螺杆挤出机中进行挤出，然后依次经冷却成型和切割，即得到涂覆用涂塑合金添加剂。优点：采用本发明涂覆用涂塑合金添加剂制备的塑料编织袋在保持塑料的主要性能如断裂伸长率达到200％、熔体流动速率达到了80g/10min、拉伸强度使达到30MPa以上、剥离强度提高了37N。本发明主要用于制备涂覆用涂塑合金添加剂。
【专利说明】一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种合金添加剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前市场上生产塑料编织袋，大多采用传统的聚丙烯材料为底布，用流动性好的 聚丙烯粉为原料制成的涂膜料为主料，添加适当的高压聚乙烯材料，提高涂覆膜的涂覆粘 度。采用本方式生产原料生产塑料编织袋，虽然在一定程度上满足使用性能，但是会使材料 的拉伸强度、流动性、耐老化性、高温、制品的表面及使用性能影响很大，常常因为老化的问 题导致产品出现产品在承重（拉伸强度）、剥离强度、流动性、制品的表面光泽下降等方面 的不足、因此在使用方面限制了一定的使用范围。
[0003] 聚乙烯无毒、无臭，具有优良的耐低温性能，低温使用温度可达70?KKTC，化学 稳定性好，常温下不溶于一般溶剂，聚丙烯有较好的耐热性，长期使用温度可超过l〇〇°C，当 没有外界压力时，甚至在150°c下应用也不变形损伤，热变形温度为90?105°C。由于聚乙 烯、聚丙烯、树脂具有上述优异的性能使其在塑料编织袋中被广泛应用。但是PP、PE分子属 于半结晶塑料，因此结晶速度较快，添加剂加多将导致材料变脆，刚性较大、冲击强度与拉 伸强度低，成型收缩率大，对于环境应力特别敏感耐老化性不好，随结晶度及相对分子质量 提高，耐蠕变性较差，一定程度上限制了该产品在包装行业上的应用，因此现有生产编织袋 的添加剂制备存在融指低、冲击强度及拉伸强度低的问题，一定条件下限制了其产品的使 用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是要解决现有添加剂制备的塑料编织袋存在耐破度差、撕裂度差、 拉伸强度差的问题，而提供一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法。
[0005] -种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0006] -、称量：按重量份数称取22?30份低密度聚乙烯、5?40份乙烯-丙烯共聚物、 50?60份无机填料、1?2份润滑剂、1?2份偶联剂、1?2份热稳定剂、0. 25?0. 31份 交联剂、0. 2?1份抗氧剂和0. 2?1份光稳定剂；
[0007] 二、无机填料活化：将步骤一称取的50?60份无机填料、1?2份热稳定剂和1? 2份偶联剂加入高混机中，在温度为l〇〇°C?120°C混合活化lOmin?20min，得到活化无机 填料；
[0008] 三、动态硫化：将步骤一称取的5?40份乙烯-丙烯共聚物、0. 25?0. 31份交联 剂、1?2份润滑剂、22?30份低密度聚乙烯、0. 2?1份抗氧剂、0. 2?1份光稳定剂和步 骤二得到的活化无机填料加入高混机中，在温度为l〇〇°C?120°C混合lOmin?20min，得到 合金材料；
[0009] 四、烘干：将合金材料以120kg/min的加料速度加入双螺杆挤出机中进行挤出，然 后依次经冷却成型和切割制备成粒径为1?2_、长度为2?3_的颗粒，即得到涂覆用涂 塑合金添加剂。
[0010] 本发明优点：一、本发明在使用乙烯-丙烯共聚物改性低密度聚乙烯，采用挤出双 阶的生产工艺，改变分子结构形态，在交联剂（过氧化二异丙苯（DCP)或四甘醇二丙烯酸 酯）作用下，通过充分的产品层状结构的设计，采用本发明涂覆用涂塑合金添加剂制备的 塑料编织袋在保持塑料的拉伸强度达到30MPa以上；
[0011] 二、本发明通过动态硫化使产品具有高流动性、高韧性，其共混物的形态和结构更 加稳定，采用本发明涂覆用涂塑合金添加剂制备的塑料编织袋在保持塑料的断裂伸长率达 到了 200%。
[0012] 三、本发明通过动态硫化能强化乙烯-丙烯共聚物与低密度聚乙烯的相容性，达 到二者结合后的高粘度，又提高其高流动性，采用本发明涂覆用涂塑合金添加剂制备的塑 料编织袋在保持塑料的熔体流动速率提高了 80g/10min。
[0013] 四、本发明产品通过引入无机填料，采用偶联剂和热稳定剂对无机填料表面的处 理，增加材料两相之间的亲和力，有效改善其与材料的界面作用力，最终提高涂覆用涂塑合 金添加剂的热稳定性，显著提高塑料编织袋的刚性，尺寸稳定性，防止高温蠕变，从而提高 塑料编织袋的剥离强度。
[0014] 五、本发明在低密度聚乙烯（LDPE)材料中加入了乙烯-丙烯体系共聚物，引入无 机填料，消除了 LDPE与无机填料中材料两项材料中没有亲和力造成的不良影响，采用本发 明涂覆用涂塑合金添加剂制备的塑料编织袋在保持塑料编织袋原有性能的基础上，使塑料 编织袋的主要性能如断裂伸长率达到200%、熔体流动速率达到了 80g/10min、拉伸强度使 达到30MPa以上、剥离强度提高了 37N。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0015] 一：本实施方式是一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，具体是 按以下步骤完成的：
[0016] 一、称量：按重量份数称取22?30份低密度聚乙烯、5?40份乙烯-丙烯共聚物、 50?60份无机填料、1?2份润滑剂、1?2份偶联剂、1?2份热稳定剂、0. 25?0. 31份 交联剂、0. 2?1份抗氧剂和0. 2?1份光稳定剂；
[0017] 二、无机填料活化：将步骤一称取的50?60份无机填料、1?2份热稳定剂和1? 2份偶联剂加入高混机中，在温度为l〇〇°C?120°C混合活化lOmin?20min，得到活化无机 填料；
[0018] 三、动态硫化：将步骤一称取的5?40份乙烯-丙烯共聚物、0. 25?0. 31份交联 剂、1?2份润滑剂、22?30份低密度聚乙烯、0. 2?1份抗氧剂、0. 2?1份光稳定剂和步 骤二得到的活化无机填料加入高混机中，在温度为l〇〇°C?120°C混合lOmin?20min，得到 合金材料；
[0019] 四、烘干：将合金材料以120kg/min的加料速度加入双螺杆挤出机中进行挤出，然 后依次经冷却成型和切割制备成粒径为1?2_、长度为2?3_的颗粒，即得到涂覆用涂 塑合金添加剂。
[0020] 本实施方式步骤三得到的合金材料烙体流动速率为10g/10min?80g/10min、剥 离强度为15N?37N。
[0021] 本实施方式在使用乙烯-丙烯共聚物改性低密度聚乙烯，采用挤出双阶的生产工 艺，改变分子结构形态，在交联剂（过氧化二异丙苯（DCP)或四甘醇二丙烯酸酯）作用下， 通过充分的产品层状结构的设计，采用本实施方式涂覆用涂塑合金添加剂制备的塑料编织 袋在保持塑料的拉伸强度达到30MPa以上；
[0022] 本实施方式通过动态硫化使产品具有高流动性、高韧性，其共混物的形态和结构 更加稳定，采用本实施方式涂覆用涂塑合金添加剂制备的塑料编织袋在保持塑料的断裂伸 长率达到了 200%。
[0023] 本实施方式通过动态硫化能强化乙烯-丙烯共聚物与低密度聚乙烯的相容性，达 到二者结合后的高粘度，又提高其高流动性，采用本实施方式涂覆用涂塑合金添加剂制备 的塑料编织袋在保持塑料的熔体流动速率提高了 80g/10min。
[0024] 本实施方式产品通过引入无机填料，采用偶联剂和热稳定剂对无机填料表面的处 理，增加材料两相之间的亲和力，有效改善其与材料的界面作用力，最终提高涂覆用涂塑合 金添加剂的热稳定性，显著提高塑料编织袋的刚性，尺寸稳定性，防止高温蠕变，从而提高 塑料编织袋的剥离强度。
[0025] 本实施方式在低密度聚乙烯（LDPE)材料中加入了乙烯-丙烯体系共聚物，引入无 机填料，消除了 LDPE与无机填料中材料两项材料中没有亲和力造成的不良影响，采用本发 明涂覆用涂塑合金添加剂制备的塑料编织袋在保持塑料编织袋原有性能的基础上，使塑料 编织袋的主要性能如断裂伸长率达到200%、熔体流动速率达到了 80g/10min、拉伸强度使 达到30MPa以上、剥离强度提高了 37N。
【具体实施方式】 [0026] 二：本实施方式与一的不同点是：步骤一中所述的低 密度聚乙烯的分子量为10万至30万。其他与一相同。
【具体实施方式】 [0027] 三：本实施方式与一或二之一不同点是：步骤一中所 述的乙烯-丙烯共聚物的熔体流动速率为120g/10min。其他与一或二相同。
[0028] 本实施方式所述的乙烯-丙烯共聚物以乙烯单体和丙烯单体为原料，以茂金属催 化剂为催化剂，按乙烯单体与丙烯单体的摩尔比为1:1制备而成。
【具体实施方式】 [0029] 四：本实施方式与一至三之一不同点是：步骤一中所 述的无机填料为粒度为1250目的方解石粉。其他与一至三相同。
【具体实施方式】 [0030] 五：本实施方式与一至四之一不同点是：步骤一中所 述的润滑剂为低分子聚乙烯蜡。其他与一至四相同。
【具体实施方式】 [0031] 六：本实施方式与一至五之一不同点是：步骤一中所 述的偶联剂为稀土铝酸酯。其他与一至五相同。
【具体实施方式】 [0032] 七：本实施方式与一至六之一不同点是：步骤一中所 述的热稳定剂为硬脂酸。其他与一至六相同。
[0033]
【具体实施方式】八：本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同点是：步骤一中所 述的交联剂为过氧化二异丙苯或四甘醇二丙烯酸酯。其他与【具体实施方式】一至七相同。 [0034]
【具体实施方式】九：本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同点是：步骤一中所 述的抗氧剂为3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基）丙酸十八酯、四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基 苯基）丙酸]季戊四醇酯、1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基）苯或 三（2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。其他与【具体实施方式】一至八相同。
【具体实施方式】 [0035] 十：本实施方式与一至九之一不同点是：步骤一中所 述的光稳定剂为水杨酸对-叔丁基苯酯、双水杨酸对酚A酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、杨酸对辛基苯酯或2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲酮。其 他与一至九相同。
[0036]
【具体实施方式】^ :本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同点是：步骤二中 双螺杆挤出机工艺参数如下：双螺杆挤出机的机筒分为1区、2区、3区、4区、5区和6区，1 区温度为200°C?210°C、2区温度为210°C?220°C、3区温度为220°C?225°C、4区温度 为225°C?230°C、5区温度为230°C?240°C、6区温度为250°C?260°C，熔融共混的转速 为240?300转/min，熔融共混的熔体压力为4MPa?lOMPa。其他与【具体实施方式】一至十 相同。
[0037] 采用下述试验验证本发明效果：
[0038] 试验一：一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0039] -、称量：按重量份数称取30份低密度聚乙烯、13份乙烯-丙烯共聚物、50份无机 填料、1. 5份润滑剂、2份偶联剂、2份热稳定剂、0. 3份交联剂、0. 2份抗氧剂和1份光稳定 剂；
[0040] 二、无机填料活化：将步骤一称取的50份无机填料、2份热稳定剂和?2份偶联剂 加入高混机中，在温度为110°c混合活化15min，得到活化无机填料；
[0041] 三、动态硫化：将步骤一称取的13份乙烯-丙烯共聚物、0. 3份交联剂、1. 5份润滑 齐?、30份低密度聚乙烯、0. 2份抗氧剂、1份光稳定剂和步骤二得到的活化无机填料加入高 混机中，在温度为ll〇°C混合15min，得到合金材料；
[0042] 四、烘干：将合金材料以120kg/min的加料速度加入双螺杆挤出机中进行挤出，然 后依次经冷却成型和切割制备成粒径为1?2_、长度为2?3_的颗粒，即得到涂覆用涂 塑合金添加剂；双螺杆挤出机工艺参数如下：双螺杆挤出机的机筒分为1区、2区、3区、4 区、5区和6区，1区温度为205°C、2区温度为215°C、3区温度为225°C、4区温度为230°C、 5区温度为235°C、6区温度为255°C，熔融共混的转速为280转/min，熔融共混的熔体压力 为 8MPa。
[0043] 本实验步骤一中所述的低密度聚乙烯选自分子量为10万到30万的聚乙烯；本实 验步骤一中所述的乙烯-丙烯体系共聚物为埃克森美孚公司最新生产的熔指在120 (MFR) 乙烯-丙烯共聚物；本实验步骤一中所述的无机填料为1250目的超细方解石粉；本实验步 骤一中所述的润滑剂为低分子聚乙烯蜡；本实验步骤一中所述的偶联剂为稀土铝酸酯；本 实验步骤一中所述的热稳定剂为硬脂酸钙；本实验步骤一中所述的交联剂是过氧化二异丙 苯）；本实验步骤一中所述的抗氧剂为1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二叔丁基-4-羟基 苄基）苯；本实验步骤一中所述的光稳定剂为双水杨酸对酚A酯（BAD)。
[0044] 本实验所述的涂覆用涂塑合金添加剂的性能如下：熔体流动速为80g/min、拉伸 强度为3010^、断裂伸长率为200%、剥离强度为3710^，冲击强度351^/〇11 2，纤度2000旦、 拉扯力lOOnmm。
[0045] 试验二：一种塑料编织袋的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
[0046] -：将涂覆用涂塑合金添加剂、LLDPE树脂、PP树脂抗氧化剂和紫外线吸收剂依次 加入混合机中，在温度为80°C下进行混合均匀，得到混合物；步骤一中所述的涂覆用涂塑 合金添加剂与LLDPE树脂的质量比为100:2. 5 ;步骤一中所述的涂覆用涂塑合金添加剂与 PP树脂抗氧化剂的质量比为100:2. 5 ;步骤一中所述的涂覆用涂塑合金添加剂与紫外线吸 收剂的质量比为100:0.025 ;
[0047] 二：将混合物以125kg/min的加料速度加入到挤出机中进行挤出，然后冷却成型， 即得到生产编织袋的涂覆编织布；挤出机的生产条件如下：熔融共混的熔体压力为8MPa， 挤出机的螺杆直径90mm，主电机电流为90?95A，长径比为（L/D) 24,压缩比为3. 7,吹胀比 为2,圆形口模间隙为0. 8mm，机头连接器的温度为215°C，口模的温度为220°C，冷却水的温 度为20°C，螺杆转速为48rpm，助剂电流为90?95A，拉伸倍率为7. 2,挤出机机筒温度为四 个区：一区 195°C、二区 205°C、三区 210°C、四区 210°C ;
[0048] 三：首先将预热辊筒的温度预热至70°C，冷却棍的温度调至40°C，然后以口膜至 生产编织袋的涂覆编织布间隙为110mm将步骤二得到的生产编织袋的涂覆编织布放入螺 杆挤出机中进行挤出，得到编织袋涂覆布的扁丝；螺杆挤出机的条件如下：螺杆为直径为 65mm，主电机功率为25kW，长径比为32,采用螺旋膜头，连接器为205°C，机头为205°C，螺杆 转速为65rpm，牵引速度为120m/min，螺杆挤出机机筒的温度分别为三个区：一区18(TC、二 区为195°C、三区为205°C ;
[0049] 四：利用圆筒编织机采用平模方法将步骤三得到的编织袋涂覆布的扁丝进行编 织，然后依次经过切割、裁断和缝纫，即得到塑料编织袋；圆筒编织机的条件如下：机头温 度为245°C，吹账比为1. 2、螺杆转速为40rpm，牵引速度为80m/min，热拉伸温度为105°C，停 留时间为1. 4s，拉伸倍数为5倍，圆筒编织机机筒的温度分别为三个区：一区170°C、二区温 度为225°C、三区的温度为240°C。
[0050] 本实验步骤一中所述的涂覆用涂塑合金添加剂是试验一制备的。
[0051] 检测试验二制备的塑料编织袋的性能，如表1所示，表1中标准是指塑料编织袋性 能标准，即达到该标准才算合格的塑料编织袋，表1中"LLDPE"是指单独以LLDPE树脂为原 料制备的塑料编织袋；表1中"PP"是指单独以PP树脂为原料制备的塑料编织袋；表1中 "LLDPE/PP+涂覆用涂塑合金添加剂"是指试验二制备的塑料编织袋；通过表1可知试验二 制备的塑料编织袋各项标准都达到塑料编织袋性能标准，且试验二制备的塑料编织袋的径 向拉伸强度、纬向拉伸强度和缝向拉伸强度都有显著的提高。
[0052] 表 1
[0053]
【权利要求】
1. 一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于一种涂覆用涂塑合金添加剂的 制备方法是按以下步骤完成的： 一、 称量：按重量份数称取22?30份低密度聚乙烯、5?40份乙烯-丙烯共聚物、50? 60份无机填料、1?2份润滑剂、1?2份偶联剂、1?2份热稳定剂、0. 25?0. 31份交联 剂、0. 2?1份抗氧剂和0. 2?1份光稳定剂； 二、 无机填料活化：将步骤一称取的50?60份无机填料、1?2份热稳定剂和1?2份 偶联剂加入高混机中，在温度为l〇〇°C?120°C混合活化lOmin?20min，得到活化无机填 料； 三、 动态硫化：将步骤一称取的5?40份乙烯-丙烯共聚物、0. 25?0. 31份交联剂、 1?2份润滑剂、22?30份低密度聚乙烯、0. 2?1份抗氧剂、0. 2?1份光稳定剂和步骤 二得到的活化无机填料加入高混机中，在温度为l〇〇°C?120°C混合lOmin?20min，得到合 金材料； 四、 烘干：将合金材料以120kg/min的加料速度加入双螺杆挤出机中进行挤出，然后依 次经冷却成型和切割制备成粒径为1?2mm、长度为2?3mm的颗粒，即得到涂覆用涂塑合 金添加剂。
2. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的低密度聚乙烯的分子量为10万至30万。
3. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的乙烯-丙烯共聚物的熔体流动速率为120g/10min。
4. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的无机填料为粒度为1250目的方解石粉。
5. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的润滑剂为低分子聚乙烯蜡。
6. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的偶联剂为稀土铝酸酯；步骤一中所述的热稳定剂为硬脂酸。
7. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的交联剂为过氧化二异丙苯或四甘醇二丙烯酸酯。
8. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的抗氧剂为3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基）丙酸十八酯、四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羟 基苯基）丙酸]季戊四醇酯、1，3, 5-三甲基-2, 4, 6-三（3, 5-二叔丁基-4-羟基苄基）苯 或三（2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。
9. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤一 中所述的光稳定剂为水杨酸对-叔丁基苯酯、双水杨酸对酚Α酯、2-羟基-4-甲氧基二苯 甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、杨酸对辛基苯酯或2-羟基-4-正十二烷氧基二苯甲 酮。
10. 根据权利要求1所述的一种涂覆用涂塑合金添加剂的制备方法，其特征在于步骤 二中双螺杆挤出机工艺参数如下：双螺杆挤出机的机筒分为1区、2区、3区、4区、5区和6 区，1区温度为200°C?210°C、2区温度为210°C?220°C、3区温度为220°C?225°C、4区 温度为225°C?230°C、5区温度为230°C?240°C、6区温度为250°C?260°C，熔融共混的 转速为240?300转/min，熔融共混的熔体压力为4MPa?lOMPa。
【文档编号】C08L23/16GK104194129SQ201410468196
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】郭照军, 刘振雷, 郭宇 申请人:哈尔滨盛洋塑胶材料有限公司