專利名稱：高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有良好阻隔性能的高分子材料，是一種高密度聚乙烯(HDPE) /聚酰胺11 (PAll)積層阻隔納米復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，高分子材料在包裝領(lǐng)域占有越來(lái)越重要的地位，其與金屬和玻璃等傳統(tǒng)包裝材料相比，具有質(zhì)輕、易成型加工、不易破損等優(yōu)點(diǎn)。通用的包裝材料高密度聚乙烯(HDPE)具有價(jià)格低廉、加工性能優(yōu)異，物理及化學(xué)性能俱佳，同時(shí)對(duì)水等極性溶劑具有良好的阻隔性，因此被廣泛應(yīng)用于包裝材料。雖然高密度聚乙烯對(duì)水等極性溶劑有良好的阻隔性能，但是高密度聚乙烯在貯存非極性 溶劑(如溶解農(nóng)藥的二甲苯溶劑等)或極性與非極性混合溶劑(如汽油、溶劑型涂料的溶劑、稀釋劑等)時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的滲漏，這些揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的滲漏排放會(huì)導(dǎo)致環(huán)境受到很大污染，并且高密度聚乙烯對(duì)氧氣的阻透性差，這些都限制了這種材料的應(yīng)用。聚酰胺11 (PAll)是以蓖麻油為原料合成的長(zhǎng)碳鏈柔軟聚酰胺，具有高強(qiáng)度、良好的耐熱性、耐磨性，并且它對(duì)氧氣、二氧化碳和烴類有機(jī)溶劑具有高的阻透性，但其價(jià)格高、熔體強(qiáng)度低，難以直接吹塑成型。通過對(duì)兩者進(jìn)行層狀共混，可制得綜合阻隔性強(qiáng)的積層材料，用在包裝領(lǐng)域。蒙脫土是一種由納米厚度的硅酸鹽片層構(gòu)成的粘土，片層間距為0. 96 2. lnm。將蒙脫土通過插層復(fù)合的方法填充到高密度聚乙烯/聚酰胺11基體中，實(shí)現(xiàn)蒙脫土和基體樹脂在納米尺度上的復(fù)合。由于納米小尺寸效應(yīng)和好的界面粘接，這種復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性，且其阻隔性能及耐候性均有所提高。制備高阻隔性高分子材料主要有三種方法第一種方法是對(duì)已成型的容器制品內(nèi)表面進(jìn)行特殊處理，如進(jìn)行氟化或磺化處理，提高其對(duì)有機(jī)溶劑的阻隔性能，如中國(guó)專利CN200410083959. 2對(duì)本方法有所說(shuō)明。但該表面處理的方法，投資成本高，且氟化劑或磺化劑有毒，對(duì)人體和環(huán)境有害。第二種方法是采用多層共擠出工藝，使容器壁內(nèi)形成多層結(jié)構(gòu)，以提高其阻隔性能，如中國(guó)專利CN201020101787. 8、CN201020625545. 9提供了多層共擠出工藝來(lái)生產(chǎn)制品，但該方法工藝復(fù)雜，成本高，邊角料回收困難，制薄膜制品容易，制容器困難。第三種方法是積層共混阻隔的方法，該方法利用基體聚合物、阻隔性聚合物、助劑等共混，配合適當(dāng)?shù)某尚凸に嚄l件制得產(chǎn)品，可在制品內(nèi)形成多層相互平行、不連續(xù)的阻隔相，能極大地提高制品對(duì)有機(jī)溶劑的阻隔性能。中國(guó)專利CN200610102138. 8公布了通過尼龍、乙烯-乙烯醇共聚物、過氧化物動(dòng)態(tài)硫化共混來(lái)制備阻隔材料；CN01106697. 0公布了聚乙烯、尼龍、尼龍接枝乙烯-乙烯醇共聚物來(lái)制備阻隔材料
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的采用干燥混合的方法將高密度聚乙烯(HDPE)與改性聚酰胺11 (MPAll)進(jìn)行簡(jiǎn)單混合，得到干混物，直接吹塑成所需制品，提供了一種制備工藝簡(jiǎn)單、可在普通成型機(jī)械上實(shí)施的高阻隔性高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下方案一種高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料，由以下重量份的原料制備而成高密度聚乙烯(HDPE)，60 95份；改性聚酰胺11 (MPA11)，5 40份；
所述改性聚酰胺11 (MPAll)由下列重量份的原料制備而成聚酰胺11 (PA11)，60 95 份；乙烯與丙烯酸類離聚物(M_E/AA)，5 40份；有機(jī)蒙脫土(OMMT)，I 5份。在其中一些實(shí)施例中，所述乙烯與丙烯酸類離聚物(M-E/AA)為乙烯與丙烯酸共聚物的鈉鹽(Na-E/AA)、乙烯與丙烯酸共聚物的鋅鹽(Zn-E/AA)、乙烯與甲基丙烯酸共聚物的鈉鹽(Na-E/MAA)、乙烯與甲基丙烯酸共聚物的鋅鹽(Zn-E/MAA)；其反應(yīng)方程式為
權(quán)利要求
1.一種高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備而成 高密度聚乙烯，60 95份； 改性聚酰胺11，5 40份; 所述改性聚酰胺11由下列重量份的原料制備而成 聚酰胺11，60 95份； 乙烯與丙烯酸類離聚物，5 40份； 有機(jī)蒙脫土，I 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料，其特征在于，所述乙烯與丙烯酸類離聚物為乙烯與丙烯酸共聚物的鈉鹽、乙烯與丙烯酸共聚物的鋅鹽、乙烯與甲基丙烯酸共聚物的鈉鹽、乙烯與甲基丙烯酸共聚物的鋅鹽； 其反應(yīng)方程式為
3.一種制備權(quán)利要求I 2任一項(xiàng)所述高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟 ①、首先，制備改性聚酰胺11，制備過程為 ①-I、將所述重量份的聚酰胺11和有機(jī)蒙脫土在真空烘箱中進(jìn)行干燥處理，烘箱溫度在80 100°C，干燥4 12小時(shí)； ①-2、將所述重量份的乙烯與丙烯酸類離聚物在真空烘箱中進(jìn)行干燥處理烘箱溫度在60 80°C，干燥4 12小時(shí)； ①-3、將經(jīng)過干燥處理的聚酰胺11、乙烯與丙烯酸類離聚物和有機(jī)蒙脫土按比例混合均勻后，置于平行雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出、造粒，得到改性聚酰胺11 ; ②、其次，將所述重量份的高密度聚乙烯與改性聚酰胺11在真空烘箱中70 100°C，干燥4 12小時(shí)后，按比例混合均勻得到干混物； ③、再次，將干混物在中空成型機(jī)器內(nèi)吹塑制成250mL試樣瓶待測(cè)試用，其中試樣瓶瓶壁厚為1mm，吹脹比>1，中空成型的溫度為220 230°C，轉(zhuǎn)速為200 300r/min ； 所述平行雙螺桿擠出機(jī)加工工藝如下 平行雙螺桿擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為50 500r/min ;平行雙螺桿擠設(shè)有七個(gè)溫控區(qū)，其中，一區(qū)溫度160 180°C，二區(qū)溫度180 210°C，三區(qū)溫度180 210°C，四區(qū)溫度180 210°C，五區(qū)溫度180 210°C，六區(qū)溫度180 210°C，七區(qū)溫度180 210°C，模頭溫度180 210°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿形狀為單線螺紋，螺桿長(zhǎng)度L和直徑D之比L/D為20 60。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述螺桿有一個(gè)以上的嚙合塊區(qū)，所述螺桿有一個(gè)以上的反螺紋區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料，采用干燥混合的方法將高密度聚乙烯與改性聚酰胺11進(jìn)行簡(jiǎn)單混合，得到干混物，直接吹塑成所需制品，其制備工藝簡(jiǎn)單、可在普通成型機(jī)械上實(shí)施的高阻隔性高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料。本發(fā)明由以下重量份的原料制備而成高密度聚乙烯，60～95份；改性聚酰胺11，5～40份；改性聚酰胺11由下列重量份的原料制備而成聚酰胺11，60～95份，乙烯與丙烯酸類離聚物，5～40份，有機(jī)蒙脫土，1～5份。本發(fā)明所提供的高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復(fù)合材料的阻隔性能優(yōu)異，能夠在多個(gè)領(lǐng)域使用。
文檔編號(hào)C08K3/34GK102796313SQ20121027372
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者朱懷才, 王忠強(qiáng) 申請(qǐng)人:東莞市信諾橡塑工業(yè)有限公司