CN1117122C - 聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料 - Google Patents

聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料 Download PDF

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Abstract

一种聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料，其特点是将接枝聚乙烯增容剂与聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯共混制造合金粒料，这种共混合金粒料再与聚乙烯混合直接用于注射、挤出、中空和压延成型，生产出塑料薄膜、片、管、瓶和桶阻隔包装材料制品，可以代替纯高分子材料和多层复合材料，不仅大幅度降低了成本，而且物理机械性能优于纯聚乙烯材料，有利于废旧制品的回收和三废治理。

Description

聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料
本发明涉及一种聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料，这种包装材料具有阻隔氧气，水蒸汽及二氧化碳功能的高分子共混材料。
目前，国内外用于食品、饮料、医药和日化用品等商品销售包装阻隔材料中，有阻隔性好的纯高分材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚偏二氯乙烯，聚酰胺和聚乙二醇等，还大量使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰胺与聚乙烯多层复合材料，如膜、袋等。纯高分子阻隔材料，因成本高，加工困难，仅用于付加值高的商品包装，多层复合材料是聚乙烯薄膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰胺薄膜复合而成，或通过共挤出方法生产制得，但因生产成本高，废旧品不能回收而限制了生产发展。Prasad Sambaru and S.A.Jabarin，Polymer Engineering and Science，33(13).P827报导了用马来酸酐接枝聚乙烯作为增容剂，研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯/高密度聚乙烯共混物的力学性能、光学和热性能，结果表明该增容剂增容的聚对苯二甲酸乙二醇酯/高密度聚乙烯共混物有促进取向硬化作用，随着取向作用的增强，共混物的物理性能有所改善，但这种共混物是以对苯二甲酸乙二醇酯为主，加入少量聚乙烯共混，而且只是作理论性探讨，未用作阻隔材料的研究。席世平等高分子材料科学与工程No5 1994.P81，报导了用双螺杆挤出机反应性挤出的方法合成了低密度聚乙烯接枝马来酸镧离聚物，并将离聚物与对苯二甲酸乙二醇酯/低密度聚乙烯在双螺杆挤出机内熔融共混挤出，测定了聚对苯二甲酸乙二醇酯/低密度聚乙烯在注射标准试样的力学性能，发现离聚物有显著的增韧效果。但这种共混材料只增韧而不增强，也未用作阻隔材料的研究。
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层包装材料，其特点是将接枝聚乙烯增容剂与聚乙烯和聚对苯二甲酸乙醇酯共混制造合金粒料，这种合金粒料再与聚乙烯混合直接用于注射，挤出，中空和压延成型，生产出塑料薄膜、片、管、瓶和桶等阻隔材料制品，可以代替纯高分子材料和多层复合材料膜，不仅大幅度降低了成本，而且物理机械性能优于聚乙烯材料，有利于废旧制品的回收和三废治理。
本发明的目的由以下技术措施实现的，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。
聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料的配方组分为：
增容的聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料                  40-100分
聚乙烯(可用高密聚乙烯，低密度聚乙烯或线型聚乙烯[MI＝1-50]至少一种)
                                                           5-60份
聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料的制造方法：
1.衣康酸及其酯接枝聚乙烯增容剂的制备
将聚乙烯100份，衣康酸及其酯1-6份和过氧化二异丙苯0.01～1份加入普通挤出机内反应挤出制备接枝聚乙烯增容剂，温度100-220℃，时间2-8分钟。
2.聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料的制备
将(1)步所得接枝聚乙烯增容剂5-60份，抗氧剂0.1～2份，聚乙烯20-80份，聚对苯二甲酸乙二醇酯10-60份，加入双螺杆挤出机内共混挤出制备聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料，温度220～280℃，转速70～200rpm。
3.聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料的制备
将(2)步所得聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料20～95份，聚乙烯5～80份混合、直接用于注射，挤出、中空和压延成型，温度180-280℃，压力0.6～10MPa，转速20～200rpm，生产出塑料薄膜、片、管、瓶和桶。
聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料的抗氧剂为4[3-(3′，5′-二叔丁基-8羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)，2.6-二叔丁基-4-甲基苯酸(264)和硫代二丙酸二月桂酸(DLTP)至少一种。
聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料的物理机械性能：
拉伸强度≥19MPa
断裂伸长率≥600％
撕裂强度5MPa
抗冲击强度≥0.3KJ/m
氧气透过量≤50cm2/m2、24h、atm
透湿量≤10g/m2、24h
本发明与现有技术相比具有如下优点
1.原材料及加工费用仅为多层复合材料的一半。
2.采用普通吹塑模机生产吹塑薄膜，废旧薄膜可以直接回收利用，不仅大幅度降低了成本，而且有利于三废治理，消除了环境污染。
3.本发明生产的聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料可以代替聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰胺、聚乙烯以及它们的多层复合材料制品，有显著的经济效益和社会效益。
实施例
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
1.将高度密聚乙烯[MI＝4]100份，衣康酸及其酯1份和过氧化二异丙苯0.01份，加入φ30单螺杆挤出机内反应挤出制备接枝聚乙烯增容剂，温度150～200℃，时间2分钟。然后将(1)步取得的接枝聚乙烯增容剂20份，高度度聚乙烯[M＝1]20份，聚对苯二甲酸乙二醇酯([η]＝0.7)60份和1010抗氧剂0.3份，加入φ30双螺杆挤出机内共混挤出制备聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料，温度220-270℃，转速100rpm。最后将(2)步取得的聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料50份，高密度聚乙烯50份混合生产吹塑聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料膜，温度180～280℃，转速100rpm，吹胀比4，牵伸比2，膜厚为0.04mm。
2.将低密度聚乙烯[MI＝1.5]100份，衣康酸及其酯4份和过氧化二异丙苯0.04份，加入φ65单螺杆挤出机内反应挤出制备接枝聚乙烯增容剂，温度150～200℃，时间3分钟。然后将(1)步取得的接枝聚乙烯增容剂30份，低密度聚乙烯[MI＝1～2]30份，聚对苯二甲酸乙二醇酯40份，DLTP抗氧剂0.3份，加入φ65双螺杆挤出机内共混挤出制备聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料，温度240～275℃，转速100rpm。最后将(2)步取得的聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料60份和低密度聚乙烯40份混合生产吹塑聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装瓶，温度140～170℃，转速60rpm，吹胀比2，瓶500ml。
3.将线型聚乙烯[MI＝4]100份，衣康酸及其酯1份和过氧化二异丙苯0.01份，加入φ65单螺杆挤出机内反应挤出制备接枝聚乙烯增容剂，温度120～190℃，时间2分钟。然后将(1)步取得的接枝聚乙烯增容剂20份，线型聚乙烯20份，聚对苯二甲酸乙二醇酯60份和264抗氧剂0.5份，加入φ65双螺杆挤出机内共混挤出制备聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料，温度250～275℃，转速100rpm。最后将(2)步取得的聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料40份，线型聚乙烯60份，混合生产吹塑聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料膜，温度180～280℃，转速100rpm，吹胀比4，牵伸比2.5，膜厚为0.03mm。

Claims (2)

1.聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料，其特征在于该阻隔包装材料的配方组分(按重量分计)为：
增容的聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料                   40～100份
聚乙烯                                                      5～60份
其中，聚乙烯为高密度聚乙烯，低密度聚乙烯或线型聚乙烯[MI＝1-50]至少一种。
2.按照权利要求1所述聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料的制造方法，其特征在于：
(1)衣康酸及其酯接枝聚乙烯增容剂的制备
将聚乙烯100份，衣康酸及其酯1～6份，过氧化二异丙苯0.01～1份，加入普通挤出机内反应挤出制备接枝聚乙烯增容剂、温度100～220℃、时间2～8分钟，
(2)聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料的制备
将(1)步所得接枝聚乙烯增容剂5-60份，抗氧剂0.1～2份，聚乙烯20～80份，聚对苯二甲酸乙二醇酯10～60份，加入双螺杆挤出机内共混挤出制备聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料，温度220～280℃，转速70～200rpm，
(3)聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金型单层阻隔包装材料的制备
将(2)步所得聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯合金粒料20～95份，聚乙烯5～80份混合，直接用于注射、挤出、中空和压延成型，温度180～280℃，压力0.6～10MPa，转速20～200rpm，生产出塑料薄膜、片、管、瓶和桶，
其中，抗氧剂为4[3，(3′，5′-二叔丁基-8羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酸和硫代二丙酸二月桂酸至少一种。
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