一种填充母粒、制备方法及应用与流程

本发明涉及pe膜，具体而言，涉及一种填充母粒、制备方法及应用。

背景技术：

1、聚乙烯(pe)薄膜以其良好的柔韧性、延伸性、耐低温性和化学稳定性，且易于成型加工的特点，在人们的日常生活和工业品包装与保护材料中得到广泛应用。为了降低pe膜的原材料成本，人们通常在pe树脂中加入少量的利用无机粉体制备的填充母粒或加入一定量回收的再生粒料。但是，这两种降成本方式都可能带来一些问题：首先是无机粉体与pe树脂之间相容性较差，导致无机粉体与pe树脂的粘接性能下降，进而降低pe膜的内聚强度，因而加入一定量填充母粒制备的pe膜拉伸强度和断裂伸长率均出现大幅下降，表现在利用无机粉体采用常规造粒方法制备填充母粒加入到pe树脂中，共混吹膜成型制备的pe膜力学性能较差，特别是当填充母粒占pe膜原料组分的比例大于40％时，pe膜的拉伸强度和断裂伸长率大幅下降，失去使用价值；其次是回收料的来源复杂，尤其是回收料中可能含有大量灰尘、杂质和油污，含有这类物质的回收料对pe膜的品质稳定性影响极大，使得采用回收的再生粒料加入pe树脂中，共混吹膜成型制备的pe膜表面张力性能极不稳定，力学性能波动大，限制了pe膜的应用范围，尤其在一些有外观要求和品质稳定性要求的产品应用领域会受到极大地限制。

2、现在技术中为了保证pe膜的力学性能满足使用要求，填充母粒在pe膜中的加入比例一般要控制在40％以下，否则，pe膜的拉伸强度和断裂伸长率均出现不同幅度的下降；同时表面张力也不易稳定，容易随着老化时间的延长，pe膜中的一些小分子助剂缓慢迁移或析出膜层表面，加热老化后表面张力出现明显下降，导致pe膜的表面涂胶层出现脱落或残胶，限制了pe膜的应用范围。

3、鉴于此，为了提高无机粉体在pe膜中的占比，同时保持pe膜具有良好的力学性能和表面张力性能，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供填充母粒、制备方法及应用，在保持pe膜具有良好的力学性能和表面张力性能的条件下，提高无机粉体在pe膜中的占比。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种填充母粒，包括以下质量份的原料：

4、

5、在可选的实施方式中，所述硅烷偶联剂接枝pua树脂的制备方法包括：将杂化二元醇与异氰酸酯丙烯酸酯反应，并用偶氮二异丁腈作引发剂，进行自由基聚合反应，合成硅烷偶联剂接枝pua树脂。

6、在可选的实施方式中，将含有杂化二元醇、异氰酸酯丙烯酸酯和醋酸乙酯的反应液在温度70～75℃条件下反应3～4h，然后在15～20min内滴加引发剂继续反应3～4小时，合成硅烷偶联剂接枝pua树脂；

7、优选地，杂化二元醇与异氰酸酯丙烯酸酯反应以醋酸乙酯为溶剂，且所述杂化二元醇、异氰酸酯丙烯酸酯和醋酸乙酯的摩尔比为1：1.8-2.2：0.9-1.1；

8、优选地，所述偶氮二异丁腈的用量为杂化二元醇、异氰酸酯丙烯酸酯总重量的0.38％～0.42％；

9、优选地，所述杂化二元醇的制备包括以下步骤：将γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)与环氧氯丙烷按摩尔比为1：2.0-2.1混合，并在55～60℃条件下反应5～6h；

10、优选地，所述异氰酸酯丙烯酸酯的制备包括以下步骤：将醋酸乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟丙酯按摩尔比1：0.9-1.1：0.9-1.1混合，并在55～60℃条件下反应4～5h。

11、在可选的实施方式中，所述分散剂为氧化聚乙烯蜡、德国科莱恩有限公司牌号ma4351的马来酸酐接枝聚乙烯蜡和石蜡中的至少一种；

12、和/或，所述改性纳米碳酸钙粉体为马来酸酐改性纳米碳酸钙粉体，硬脂酸正丁酯改性纳米碳酸钙粉体和铝酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙粉体中的至少一种；

13、和/或，所述改性纳米硫酸钡粉体为广东源磊粉体有限公司牌号yl-3500、佛山安亿纳米材料有限公司牌号ay-jb53和广东欣美纳米科技有限公司牌号xm-mpb633中的至少一种；

14、和/或，所述增韧树脂为美国陶氏化学有限公司牌号poe8999的乙烯-辛烯共聚弹性体树脂poe、韩国lg化学株式会社牌号ea28025的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂eva和上海孚深新材料科技有限公司牌号vtecpca g102的马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯树脂pe-g-mah中的至少一种。

15、第二方面，本发明提供一种前述实施方式任意一项所述一种填充母粒的制备方法，包括：将硅烷偶联剂接枝pua树脂、分散剂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、改性纳米碳酸钙粉体、改性纳米硫酸钡粉体混合得到第一混合物，将所述第一混合物与增韧树脂和低密度pe树脂混合得到第二混合物，接着将所述第二混合物转移至双螺杆挤出机挤出成型得到填充母粒；

16、优选地，所述填充母粒的原料的混合温度为70～80℃；

17、优选地，所述双螺杆挤出机一区设定温度150±2℃、二区设定温度165±2℃、三区设定温度165±2℃、模头设定温度160±2℃。

18、第三方面，本发明提供一种前述实施方式任意一项所述一种填充母粒在pe膜中的应用。

19、第四方面，本发明提供一种高填充量pe膜，包括依次设置的第一pe层、第二pe膜层和第三pe膜层，其中，

20、第一pe层包括以下质量份的原料：

21、低密度pe树脂                 20-30份；

22、线性低密度pe树脂             20-30份；

23、填充母粒                     45-55份；

24、第二pe层包括以下质量份的原料：

25、茂金属催化线性低密度pe树脂   18-22份；

26、填充母粒                     75-85份；

27、第三pe层包括以下质量份的原料：

28、低密度pe树脂                 30-40份；

29、线性低密度pe树脂             30-40份；

30、填充母粒                     25-35份。

31、优选地，所述第一pe层、第二pe层和第三pe层厚度比为18-22％：55-65％：18-22％。

32、在可选的实施方式中，高填充量pe膜密度≥1.40g/cm3，横向拉伸强度≥8mpa，横向断裂伸长率≥350％；纵向拉伸强度≥10mpa，纵向断裂伸长率≥500％；60℃加热老化168h后第三pe层表面张力≥42mn/m。

33、第五方面，本发明提供一种高填充量pe膜的制备方法，将所述第一pe层、第二pe层和第三pe层通过熔融共挤吹膜得到所述高填充量pe膜。

34、在可选的实施方式中，所述第一pe层对应的螺杆挤出机各区温度设定为：一区148±2℃、二区155±2℃、三区160±2℃、四区165±2℃、五区160±2℃、流道160±2℃、模头160±2℃，螺杆转速设定为30±2r/min；

35、和/或，所述第二pe层对应的螺杆挤出机各区温度设定为：一区148±2℃、二区155±2℃、三区160±2℃、四区165±2℃、五区160±2℃、流道160±2℃、模头160±2℃，螺杆转速设定为60±2r/min；

36、和/或，所述第三pe层对应的螺杆挤出机各区温度设定为：一区148±2℃、二区155±2℃、三区160±2℃、四区165±2℃、五区160±2℃、流道160±2℃、模头160±2℃，螺杆转速设定为30±2r/min。

37、和/或，当三条螺杆挤出机温度均达到设定温度并稳定后，同时开启3条螺杆挤出机，通过交流变频器控制螺杆挤出机的转速比为：第一pe层螺杆挤出机：第二pe层螺杆挤出机：第三pe层螺杆挤出机＝1：2：1，经模头挤出的熔体经过引膜、吹胀、拉伸、牵引、电晕、切边和收卷，制备得到一种高填充量pe膜。

38、本发明具有以下有益效果：

39、填充母粒中含有的硅烷偶联剂接枝pua树脂是一种大分子偶联剂，其分子结构上含有化学性质不同的两类基团，一类是亲无机粉体的硅氧烷基团，易于与无机粉体之间发生化学反应；另一类是亲pe树脂的pua链段，容易与pe树脂之间形成氢键。这种硅烷偶联剂接枝pua树脂可以改善无机粉体与pe树脂之间的界面粘接作用，从而大幅提高应用其制备pe膜的力学性能。同时，这种大分子偶联剂共混于pe树脂形成的pe膜中，有利于提高pe膜的拉伸强度和断裂伸长率，同时也有利于避免小分子物质的迁移和析出，确保了pe膜表面张力稳定，不会因高温老化和长时间自然老化而引起表面张力下降，有利于提高表面涂层的附着牢度，扩大pe膜的应用范围。