数计算，包括高 密度聚乙烯70份，尼龙6 30份，双官能团有机改性蒙脱土为3份，相容剂8份及抗氧剂 〇. 005份；所述的相容剂为聚乙烯接枝马来酸酐共聚物；所述的高密度聚乙烯的熔融指数 在0. 3-0. 5之间。 制备方法同实施例1。 本发明的实施例6:高氧阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料，按重量份数计算，包括高密 度聚乙烯70份，尼龙6 30份，双官能团有机改性蒙脱土为3份，相容剂8份及抗氧剂0. 005 份；所述的相容剂由等量的聚乙烯接枝马来酸酐共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物组成；所述 的高密度聚乙烯的熔融指数在0. 3-0. 5之间。 制备方法同实施例1。 本发明的实施例7 :高氧阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料，按重量份数计算，包括高密 度聚乙烯70份，尼龙6 30份，双官能团有机改性蒙脱土为3份，相容剂8份及抗氧剂0. 005 份；所述的相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物组成；所述的高密度聚乙烯的熔融指数在〇. 3-0. 5 之间。 高阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤： 1) 首先将双官能团有机改性蒙脱土在烘箱中进行干燥处理，烘箱温度为90°C，干燥12 小时，将相容剂在50°C烘箱中干燥2小时；然后将干燥后的双官能团有机改性蒙脱土、高密 度聚乙烯及相容剂按照上述质量份数，用单螺杆挤出机进行熔融共混造粒，单螺杆挤出机 螺杆转速250r/min，一区温度180°C，二区温度200°C，三区温度205°C，四区温度210°C，五 区温度220°C，六区温度235°C，七区温度245°C，模头温度220°C，牵引速度：I. 2m/min ; 2) 将步骤1)得到的复合粒料与尼龙6在烘箱中进行干燥处理，烘箱温度为80°C，干 燥12小时；将干燥后的复合粒料、尼龙6以及抗氧剂按照上述质量份数进行混合，然后在 250-260°C的加工温度下，直接熔融挤出压延成厚度约Imm的聚乙烯/尼龙6纳米复合片 材。 比较例1 :将聚乙烯直接注塑成厚度约为1mm左右的片材待测试用。 比较例2 :将尼龙6在烘箱中80°C干燥12小时后，与聚乙烯按重量份为70:30混合均 匀后，直接注塑成厚度约为1mm左右的片材待测试用。 比较例3 :将双官能团有机改性蒙脱土在烘箱中90°C干燥12小时后，按聚乙烯/纳米 有机蒙脱土重量份为70:3混合均匀后，按照实施例1的方法制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合 粒料。然后将纳米复合粒料与尼龙6在烘箱中80°C干燥12小时后，按聚乙烯/尼龙6/纳 米有机蒙脱土重量份为70:30:3混合均匀后，直接注塑成厚度约为1mm左右的片材待测试 用。 将上述各实施例与对比例制备的样品按照ASTMD3985-2005和ASTMF1249-2006标准， 采用Mocon透氧测试仪和Mocon透湿测试仪测试样品的氧阻隔性能和水蒸气阻隔性能。将 制备的片材，用哑铃型制样机制备成标准哑铃型试样，然后按照GB/T1040. 3-2006标准测 试拉伸性能，拉伸速度50mm/min。相关测试结果见表1。
本发明比较例3、实施例7制备的片材沿挤出方向脆断断面经甲酸刻蚀后的扫描电镜 照片见图1 ;实施例7的透射电镜照片见图2 ;本发明的实施例流程见图3。 根据表1的结果可知，尼龙6和双官能团有机改性蒙脱土的引入可以明显改善聚乙烯 的氧阻隔性能，添加相容剂后，纳米复合片材的氧阻隔性能进一步提高，氧气渗透系数相对 于纯聚乙烯片材降低了 99. 9%。结合图1和图2可知，氧阻隔性能的显著改善是因为纳米复 合片材中形成了层片状分散相结构，且双官能团有机改性蒙脱土剥离分散于聚乙烯和尼龙 6中，使片材形成大量的迂回通道，延长气体的通过路径，提高材料的阻隔性能。 本发明提供一种高氧阻隔性能聚乙烯/尼龙6纳米复合片材的简单制备方法，与现有 技术相比，本发明主要通过调控基体相粘度和相界面性质来获得层片状分散相形态，提高 材料及制品的阻隔性能，制备方法更为简单，不受制品成型工艺影响，普适性强，应用范围 广，工艺简单易操作，非常适宜工业化生产。 以上实施例中， 聚酰胺6 (PA6)购自日本宇部公司，牌号1013B; 乙烯-丙烯酸共聚物（EAA)购自美国杜邦公司，牌号NUCREL AE ; 马来酸酐接枝聚乙烯（PE-MAH)购自上海日之升； 高密度聚乙烯（HDPE)购自中国石化北京燕山石化公司，牌号5200B ; 双官能团有机改性蒙脱土（OMMT)为本实验室根据发明专利ZL201210518920. 3的方案 自行制备。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高氧阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料，其特征在于：按重量份数计算，包括高密 度聚乙烯70份，尼龙6 30份，双官能团有机改性蒙脱土为1-5份，相容剂为1-10份及抗氧 剂 0? 005-0. 01 份。2. 根据权利要求1所述的高氧阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料，其特征在于：所述的 相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物或乙烯-丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚乙烯按任意比例进 行混合的共混物。3. 根据权利要求1所述的高氧阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料，其特征在于：所述的 高密度聚乙烯的熔融指数为0. 3-0. 5。4. 一种如权利要求1所述的高氧阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料的制备方法，其特征 在于：包括如下步骤： 1) 首先将双官能团有机改性蒙脱土在烘箱中进行干燥处理，烘箱温度为80-90°C，干燥 8-12小时；然后将干燥后的双官能团有机改性蒙脱土、高密度聚乙烯及相容剂按照上述质 量份数，在240-250°C的加工温度下，用平行双螺杆挤出机进行熔融共混造粒，制得聚乙烯 /蒙脱土纳米复合粒料； 2) 将步骤1)得到的复合粒料与尼龙6在烘箱中进行干燥处理，烘箱温度为80-90°C， 干燥8-12小时；将干燥后的复合粒料、尼龙6以及抗氧剂按照上述质量份数进行混合，然后 在250-260°C的加工温度下，经挤出机熔融挤出或流延制得聚乙烯/尼龙6纳米复合片材或 薄膜，或用注塑机注塑制得聚乙烯/尼龙6纳米复合材料或片材。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的片材或薄膜的氧气渗透系数 不大于5 cc-mil/[m2-day]、水蒸气渗透系数不大于15 gm-mil/[m2-day]。6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：相容剂在使用前，在45-55°C下干燥 1. 5-3小时。
【专利摘要】本发明公开了一种高氧阻隔聚乙烯尼龙6纳米复合材料及其制备方法。本发明通过调控基体相粘度和相界面性质来获得层片状分散相形态，提高材料及制品的阻隔性能。并且本发明的制备方法不受制品成型工艺影响，普适性强，应用范围广，工艺简单易操作，非常适宜工业化生产。本发明简单易行、材料来源广泛、成本低廉，使用效果好。
【IPC分类】C08L77/02, C08L23/06, C08K9/06, C08L23/08, C08K9/04, C08L51/06, B29C47/92, C08K3/34
【公开号】CN105061852
【申请号】CN201510464063
【发明人】徐国敏, 杨照, 秦舒浩, 孙静, 何文涛, 吉玉碧
【申请人】国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月31日