全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂及制备方法

摘要

本发明公开了一种全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂及制备方法，该助剂包括α晶型成核剂10～20％、硬脂酸钙成核剂6～10％、全硫化硅橡胶5～10％、抗氧剂1076 12～18％、抗氧剂1010 8～13％、硅胶20～30％、油酸酰胺5～11％、抗静电剂2～5％、邻羟基二苯甲酮2～5％。将该配方依次通过搅拌预混粗放分散、细化分散以及共混挤出造粒，很好地解决了颗粒状物料的粒子分散问题及原料的相容性问题。加入本发明助剂的全密度聚乙烯材料与不加本发明助剂的全密度聚乙烯材料相比较，湿气通过率下降40％以上，雾度下降至少40％，光洁度提高近100％，抗撕裂和抗冲性得以同时提高。

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂配方及其制备方法。

背景技术

全密度聚乙烯是指线型聚乙烯和高密度聚乙烯(简称LLDPE/HDPE)，其中线型低密度PE(LLDPE)其密度范围和高压低密度聚乙烯基本相同，又由于其分子侧链为短支链，分子结构介于线型高密度和带有长支链的高压低密度聚乙烯之间，所以其物理机械性能优于普通低密度聚乙烯，广泛应用于食品、药品、香烟的包装及身份证、银行卡等的外层压膜领域。高密度聚乙烯(HDPE)，又称低压聚乙烯，由于分子结构与LLDPE相似也是线型，其性能较优于普通低密度聚乙烯，不仅广泛应用于特殊履膜领域，也广泛应用于其它工业制品。

但是，目前全密度LLDPE/HDPE聚乙烯专用料尚存在以下缺陷：一是刚性或韧性不能达到应用要求。二是制成膜后容易出现粘连现象，开口困难；三是透明性欠佳，雾度较高，光洁度差。

而常用的聚乙烯预混助剂若增加聚乙烯刚性则韧性降低，若提高其韧性则刚性不足，另外其耐热性，拉伸性等主要技术指标也较难同步提高，通常添加一种预混助剂很难解决上述问题。目前助剂往往只针对单一类别聚乙烯的爽滑、易开口、高透明和抗氧化、抗拉伸抗静电、防紫外线中一二项性能进行改性，要多方面改变聚乙烯的性能就需要同时添加几种不同牌号的助剂，不仅增加了生产成本，同时也降低了劳动效率。

因此，亟需对全密度LLDPE/HDPE聚乙烯进行多功能改性的高效预混助剂。

发明内容

本发明的目的是要解决现有全密度(LLDPE/HDPE)聚乙烯预混助剂存在的上述问题，提供一种全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂及其制备方法。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂，该预混助剂包括以下各组分：

α晶型成核剂        10～20％

硬脂酸钙成核剂      6～10％

全硫化硅橡胶        5～10％

抗氧剂1076          12～18％

抗氧剂1010          8～13％

硅胶                20～30％

油酸酰胺            5～11％

邻羟基二苯甲酮      2～5％

抗静电剂            2～5％。

上述全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂优选包括以下各组分：

α晶型成核剂        15～20％

硬脂酸钙成核剂       8～10％

全硫化硅橡胶         8～10％

抗氧剂1076           15～18％

抗氧剂1010           10～13％

硅胶                 26～30％

油酸酰胺             7～9％

邻羟基二苯甲酮       2～5％

抗静电剂             2～5％。

以上组方各组分质量百分比之和为100％。

上述α晶型成核剂优选为成核剂Hyperform HPN-20E，是由美国美利肯公司生产。

上述全硫化硅橡胶优选为甲基乙烯基硅橡胶，粒径为300～500nm。所述的硅胶粒径为1000-3000目，优选为硅胶244。

上述抗氧剂1076的化学名称是β-(4-羟基-3.5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯。

上述抗氧剂1010的化学名称是四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸]季戊醇酯。

上述抗静电剂优选为抗静电剂1800，其化学名称是烷基咪唑啉(内加型)。

本发明配方同时使用了两类成核剂：A类为α晶型成核剂(特别是采用美利肯公司开发的成核剂Hyperform HPN-20E)，B类为硬脂酸钙成核剂(成核剂BDS)，该混合成核剂与其他原料配比之后，所得全密度LLDPE/HDPE聚乙烯制品外观透明度显著增加，同时也提高了材料的结晶速度从而提高生产效率，特别是针对采用挤出工艺得到聚乙烯工业制品如中空容器、管材、电线、电缆等物理性能提高更加突出。在本助剂制品中我们应用了两种抗氧剂：抗氧剂1076、抗氧剂1010。两种抗氧剂的结合使用使聚乙烯的性能更加稳定，与其他原料的相容性更显著。爽滑剂采用的是油酸酰胺，通常在低密度聚乙烯(LDPE)树脂中添加0.05％～0.3％油酸酰胺，可显著降低树脂的静、动摩擦因数，几乎不用于LLDPE/HDPE聚乙烯制品助剂中，但是发明人发现在本发明LLDPE/HDPE聚乙烯制品助剂中添加一定量油酸酰胺，显著提高了相容性，摩擦系数显著降低，同时还能改善其分散性、制品的印刷性及粘合性，增加薄膜或成型制品的手感和改善制品表面的光洁度，因此，爽滑剂的选择很重要，需要合理的选择种类及使用剂量，才能达到理想效果。另外，本发明助剂中混合一定量1000-3000目的硅胶，与上述油酸酰胺及两种成核剂配合使用能进一步提高膜产品开口的性能，并能提高聚合物材料的拉伸强度及断裂伸长率等力学性能。

本发明助剂制备方法包括如下步骤：

1)将各组份搅拌预混粗放分散：工艺操作转速为110～130转/分钟，搅拌时间为25-35分钟；

2)利用球磨对粗放分散后的各组分再细化分散：所使用的球磨工艺控制转速为60～90转/分钟，时间为65～85分钟；球磨温度为25～60℃，优选45～50℃。

3)共混挤出造粒：挤出造粒温度控制在140～170℃范围，工艺流速产量每小时0.5吨，出料时温度控制在20～25℃范围内。

共混挤出造粒出料时，因半成品伸缩性较强，温度过高和流速过快会使切粒困难，因此出料时温度要控制在20～25℃范围内。球磨时，球磨温度过高或者过低均会对细化分散有显著的影响。另外，由于原料及产品吸湿性较强，原材料在密封袋取出后五分钟内投放使用；成品在生产线上直接烘干后密封包装，车间内要保持较干燥的环境。

与现有技术比较本发明的有益效果：本发明通过三步物理分散工艺方法，特别是应用高速球磨研磨细分散与共混挤出造粒工艺，将多种原料进行混配，很好地解决了颗粒状物料的粒子分散问题及原料的相容性问题。应用本发明预混助剂，使得全密度LLDPE/HDPE聚乙烯材料强度和韧性得到同时提高，而且，与不加本发明助剂的全密度LLDPE/HDPE聚乙烯薄膜相比较，湿气通过率下降40％以上，雾度下降至少40％，光洁度提高90％以上，抗撕裂和抗冲性能同时提高20％以上，同时树脂高度结晶，减少产生条纹和不一致的可能性，因此，本发明全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂是一种高效多功能复合型产品。

附图说明

图1为线型(LLDPE)聚乙烯和高密度(HDPE)聚乙烯加入本发明预混助剂前后的透明度对比示意图。

图2为线型(LLDPE)聚乙烯和高密度(HDPE)聚乙烯加入本发明预混助剂前后的光洁度对比示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

各实施例按下表比例进行调配：

表1

上述全密度LLDPE/HDPE聚乙烯预混助剂的制备方法：

1)将各组份搅拌预混粗放分散；搅拌工艺操作转速为110～130转/分钟，搅拌时间为25-35分钟；使用悬臂双螺旋锥型搅拌机进行搅拌。

2)采用卧式球磨机进行球磨，对粗放分散后的组分再细化分散；所使用的球磨工艺控制转速为60～90转/分钟，时间为65～85分钟；球磨温度为45～50℃。

3)采用双螺杆造粒机进行共混挤出造粒使各组分进一步强化分散：在140～170℃下，以每小时0.5吨流速挤出造粒，出料时温度控制在20～25℃范围内。

表2是本发明预混助剂的物理指标：

表2

  项目  指标  外观  白色或灰白色粒状颗粒  挥发份，WT％  ≤1.0  总灰份，WT％  4.0-7.0  堆积密度，g/L  480-550  苯不溶物，WT％  ≤4.5

如表3所示，本发明应用双螺杆造粒设备进行生产，使粉末物料经进一步加工成为颗粒产品，减少了物料消耗，稳定了产品质量，避免了污染，增加了经济效益。

表3

  名称  损耗量  粉末状产品  1-2％  颗粒状产品  0.1-0.5％

将本发明产品用于石化企业中对线型低密度聚乙烯LLDPE(薄膜级)进行改性，添加量为2.5‰，使改性后的各项性能指标均超过企业优级品标准，表4是检测数据：

表4性能指标对比

将本发明用于石化企业中对高密度聚乙烯(HDPE)(薄膜级)进行改性，添加量为2.5‰，使改性后的各项性能指标均超过企业优级品标准，表5是检测数据：

表5性能指标对比

上述加入本发明预混助剂的薄膜制品放置半个月均没有发现油状、白霜、变黄等现象；保存三个月后和生产七天的产品对比，透明度，光洁度及表面摩擦系数无差别。

另外，加入本发明实施例2预混助剂前后测得线型(LLDPE)聚乙烯、高密度(HDPE)聚乙烯透明度和光洁度对比数据分别见图1和图2。