一种聚乙烯基复合阻隔材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种聚乙烯基复合阻隔材料及其制备方法，该材料包括以下组分及重量份含量：高密度聚乙烯树脂50-90、聚合物纤维40-10、相容剂0-10，将高密度聚乙烯树脂熔融，聚合物纤维经过含有相容剂的高密度聚乙烯树脂的熔体分散和浸润，使聚合物纤维完全浸润，冷却后切成相应长度的粒料，对得到的粒料进行吹塑、挤出或注塑成型，即得到具有阻隔性能的产品。与现有技术相比，本发明方法简单易行，加工工艺易于控制，得到的产品具有优良的阻隔性能。

权利要求

1.一种聚乙烯基复合阻隔材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)按照以下组分及重量份含量备料：

高密度聚乙烯树脂 50-90、

聚合物纤维 40-10、

相容剂 0-10；

(2)将高密度聚乙烯树脂于170～190℃熔融，得到高密度聚乙烯树脂熔体；

(3)将聚合物纤维经过含有相容剂的高密度聚乙烯树脂的熔体分散和浸润，使聚合物纤维完全浸润；

(4)将得到的完全浸润的聚合物纤维冷却后切成相应长度的粒料；

(5)对得到的粒料进行吹塑、挤出或注塑成型，即得到具有阻隔性能的产品，步骤(3)中所述的聚合物纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸渍模头，在模头内利用相容剂及高密度聚乙烯树脂的熔体对聚合物纤维进行分散和浸润；

所述的聚合物纤维具有优良的阻隔性能，选自尼龙6纤维(PA6)、尼龙66纤维(PA66)或聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN)中的一种或几种，聚合物纤维的熔融温度大于220℃。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯基复合阻隔材料的制备方法，其特征在于，所述的高密度聚乙烯树脂为市售的HDPE树脂。

3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯基复合阻隔材料的制备方法，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸的接枝物或共聚物。

说明书

一种聚乙烯基复合阻隔材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种阻隔材料及其制备方法，尤其是涉及一种聚乙烯基复合阻隔材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 高密度聚乙烯作为常用的包装材料，具有很多优势：刚度、强度、硬度、抗蠕变性、光泽度与阻湿气渗透性均较高，具有较好的抗冲击韧性、电绝缘性、抗撕裂性、耐低温性等，但HDPE的阻O2、CO2和阻油渗透性能很差，所以需要对其进行改性处理，以适应包装材料较高的阻隔性能的要求。

[0003] 目前用来改善高密度聚乙烯的阻隔性能的方法主要有：对塑料表面进行氟化、磺化或喷涂等表面处理技术；聚乙烯层、粘接层、阻隔层等多层共挤技术；高密度聚乙烯与阻隔树脂层状共混改性技术。

[0004] 表面处理技术会引起环境污染，不宜采用；多层共挤技术要求专用的多层中空吹塑成型机，对设备要求高，工艺控制困难，产品成本较高；层状共混改性技术的机理为：起阻隔作用的阻隔树脂呈分散相分布于连续相基体树脂中，阻隔层与基体组成多层结构，使得容器中溶剂分子穿透途径变得迂回曲折，增加了途径的长度，因而增加了容器的阻隔性能。在共混加工过程中，若阻隔树脂没有被足够拉伸，而以较大颗粒状分布于基体树脂中，或者，阻隔树脂由于受到过强的剪切而被破碎成微粒，不形成片状，共混物的阻隔性能都得不到改善。

[0005] 近几十年来，聚烯烃/阻隔树脂材料在包装业和汽车工业上用途越来越广，研究并开发具有高阻隔性且易于实现产业化的聚合物材料就显得越来越重要。

发明内容

[0006] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制备方法简单易行，加工工艺易于控制的聚乙烯基复合阻隔材料及其制备方法。

[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0008] 一种聚乙烯基复合阻隔材料，其特征在于，该材料包括以下组分及重量份含量：

[0009] 高密度聚乙烯树脂 50-90；

[0010] 聚合物纤维 40-10；

[0011] 相容剂 0-10。

[0012] 所述的高密度聚乙烯树脂为市售的HDPE树脂。

[0013] 所述的聚合物纤维具有优良的阻隔性能，选自尼龙6纤维(PA6)、尼龙66纤维(PA66)、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN)中的一种或几种。

[0014] 所述的聚合物纤维的熔融温度大于220℃。

[0015] 所述的相容剂为马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸等的接枝物或共聚物。

[0016] 一种聚乙烯基复合阻隔材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

[0017] (1)按照以下组分及重量份含量备料：

[0018] 高密度聚乙烯树脂 50-90、

[0019] 聚合物纤维 40-10、

[0020] 相容剂 0-10；

[0021] (2)将高密度聚乙烯树脂于170～190℃熔融，得到高密度聚乙烯树脂熔体；

[0022] (3)将聚合物纤维经过含有相容剂的高密度聚乙烯树脂的熔体分散和浸润，使聚合物纤维完全浸润；

[0023] (4)将得到的完全浸润的聚合物纤维冷却后切成相应长度的粒料；

[0024] (5)对得到的粒料进行吹塑、挤出或注塑成型，即得到具有阻隔性能的产品。

[0025] 步骤(3)中所述的聚合物纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸渍模头，在模头内利用相容剂及高密度聚乙烯树脂的熔体对聚合物纤维进行分散和浸润。

[0026] 与现有技术相比，本发明制备得到的产品中起阻隔作用的材料始终以纤维形式存在，由于阻隔性聚合物纤维在熔融浸渍过程中没有剪切并控制高密度聚乙烯树脂熔体的温度，使得阻隔性聚合物纤维在制得的复合材料中没有受到损害且均匀分散于基体树脂中，保持了粒料中阻隔性聚合物纤维的连续性和分散性，也保证了通过后续的吹塑、挤出和注塑过程得到的制品中阻隔性聚合物纤维的完整性和均匀性，因此，容器中溶剂分子穿透容器壁时将会由于这些阻隔性聚合物纤维的存在而阻力重重，从而改善了材料的阻隔性能。

具体实施方式

[0027] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

[0028] 实施例1

[0029] HDPE树脂在170℃温度条件下塑化熔融，得到HDPE树脂熔体；将50kg的连续PET纤维经过50kg的HDPE树脂的熔体浸渍，使得PET纤维完全浸润。其中，连续PET纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸渍模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维的出口控制纤维的含量，冷却固化，经切粒机切成固定的长度(例如8mm、12mm等)。

[0030] 实施例2

[0031] HDPE树脂在180℃温度条件下塑化熔融，得到HDPE树脂熔体；将60kg的连续PA66纤维经过30kg的HDPE树脂的熔体浸渍，使得PA66纤维完全浸润。其中，连续PA66纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸渍模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维的出口控制纤维的含量，冷却固化，经切粒机切成固定的长度(例如8mm、12mm等)。

[0032] 实施例3

[0033] HDPE树脂在190℃温度条件下塑化熔融，得到HDPE树脂熔体；将70kg的连续的PEN纤维经过20kg的HDPE树脂的熔体浸渍，使得PEN纤维完全浸润。其中，连续PEN纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，进入熔体浸渍模头，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维的出口控制纤维的含量，冷却固化，经切粒机切成固定的长度(例如8mm、12mm