一種交替微層結(jié)構(gòu)的高阻滲性塑料制品生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種交替微層結(jié)構(gòu)的高阻滲性塑料制品生產(chǎn)方法，包括以下步驟：a.制備阻隔母粒；b.將阻隔母粒和基體樹脂分別加入兩臺擠出機中，通過模頭的倍增器微分作用形成基體樹脂層和阻隔層的交替微層結(jié)構(gòu)；c.在倍增器模頭上連接流延模頭，擠出微層結(jié)構(gòu)片材，雙向拉伸，采用雙片熱成型法成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品；或在步驟a和b之后，在倍增器模頭上連接管材擠出模頭，采用中空吹塑法制備簡單結(jié)構(gòu)的制品。所述塑料制品用于汽車油箱，也可用于汽油容器，如油瓶、油桶等對阻隔有較高要求的包裝容器。
【專利說明】—種交替微層結(jié)構(gòu)的高阻滲性塑料制品生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于塑料制品加工領(lǐng)域，尤其涉及一種交替微層結(jié)構(gòu)的高阻滲性塑料制品生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和各國環(huán)保與安全要求的不斷提高，對塑料燃油箱阻滲性能的要求越來越高。歐洲ECE規(guī)定油箱在4.(TC的環(huán)境溫度下，8周內(nèi)的平均燃油損失不得超過20g/24h。美國加利福尼亞州又提出整個燃油系統(tǒng)的燃油損失不超過2g/24h的CARB法規(guī)。一些汽車制造商已經(jīng)提出“零滲透”ZEV的目標(biāo)。高阻滲性已成為當(dāng)今汽車塑料燃油箱的發(fā)展趨勢，這對高阻滲性復(fù)合塑料研發(fā)和生產(chǎn)提出了要求。
[0003]美國90%以上的汽車油箱采用多層塑料共擠出中空成型。多層塑料燃油箱中空吹塑機一般有六臺擠出機，分別塑化擠出每一層。其中內(nèi)層、焊接層為主料，內(nèi)層為高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)，焊接層為馬來酸酐接枝高密度聚乙烯，阻隔層為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龍6/66 (PA6/66)。EVOH樹脂具有優(yōu)異的防油及防有機溶劑的特性，可用于有機溶劑的包裝，汽車油箱等對防油有高要求的生產(chǎn)。德國機械制造公司成功開發(fā)出雙片熱成型法加工汽車塑料油箱。與吹塑(中空成型)法汽車塑料油箱相比，雙片熱成型油箱由上下兩片組成，在連接前可以在片材內(nèi)側(cè)附裝其它部件，因而能生產(chǎn)吹塑法難以成型的復(fù)雜結(jié)構(gòu)油箱。
[0004]我國對高阻隔塑料油箱及專用料的研究較少，在CN1315469A中描述采用長鏈尼龍作為阻隔層的多層油箱專用料的生產(chǎn)工藝。目前國外汽車常用的EVOH阻隔層的多層塑料油箱幾乎沒有專利，而現(xiàn)有技術(shù)的多層共擠中空吹塑技術(shù)投入成本高，技術(shù)難度大，廢品率高是阻礙高阻隔塑料油箱生產(chǎn)和推廣的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服以上多層共擠中空吹塑存在的缺陷，基于微層共擠出新技術(shù)，生產(chǎn)一種具有交替微層結(jié)構(gòu)的高阻滲性塑料制品，并把這種塑料制品用于汽車油箱，也可用于汽油容器，如油瓶、油桶等對阻隔有較高要求的包裝容器。
[0006]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案 。
[0007]—種交替微層結(jié)構(gòu)的高阻滲性塑料制品生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
a.將基體樹脂、阻隔材料和助劑共混擠出制備阻隔母粒；
b.將阻隔母粒和基體樹脂分別加入兩臺擠出機中，兩臺擠出機的機頭接入倍增器模頭，通過模頭的倍增微分作用形成基體樹脂層和阻隔層的交替微層結(jié)構(gòu)；
c.在倍增器模頭上連接流延模頭，擠出微層結(jié)構(gòu)片材，經(jīng)過雙向拉伸達到所需厚度，采用雙片熱成型法成型，其中上下兩片連接前在油箱內(nèi)側(cè)安裝各種附件，制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品;
或者d.在步驟a和b之后，在倍增器模頭上連接管材擠出模頭，采用中空吹塑法制備簡單結(jié)構(gòu)的制品。
[0008]優(yōu)選地，所述的阻隔母粒配方為(按照質(zhì)量百分比):基體樹脂70、5、阻隔材料廣20、助劑1.5-10。所述助劑及質(zhì)量百分比是相容劑廣9，抗氧劑0.5~2。
[0009]優(yōu)選地，所述的基體樹脂是高密度聚乙烯(HDPE)、高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)或聚丙烯(PP)，優(yōu)選高密度聚乙烯(HDPE)或高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE)。
[0010]優(yōu)選地，所述的阻隔材料是具有優(yōu)良阻隔作用的聚合物或無機納米片狀填料。所述聚合物包括:乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。所述無機納米片狀填料包括:納米蒙脫土、石墨烯、石墨烯微片、云母片、聞嶺土、滑石粉等。
[0011]優(yōu)選地，所述的相容劑是聚烯烴馬來酸酐接枝物或聚烯烴甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝物等。
[0012]優(yōu)選地,所述的抗氧劑包括抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑CA、抗氧劑DSTP、抗氧劑164、抗氧劑2246、亞磷酸酯類抗氧劑的一種或者多種混合物。
[0013]優(yōu)選地，所述的阻隔母粒的共混擠出溫度為16(T260°C。
[0014]優(yōu)選地，所述的交替微層結(jié)構(gòu)中阻隔母粒和基體樹脂的質(zhì)量比例為:(30%~50%):(50%~70%)。
[0015]優(yōu)選地，所述的步驟b中兩臺擠出機的各段溫度一致，都為18(T250°C，共擠出口模溫度為25(T280°C。
[0016]優(yōu)選地，所述的倍增 器模頭的分層層數(shù)為10-2000層，其為美國EDI公司或美國Cloeren公司生產(chǎn)的熔體分層倍增器。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟c的雙片熱成型法是先把每片片材真空吸塑成型，然后內(nèi)側(cè)安裝附件，最后按照組裝要求把兩片成型好的片材通過加熱、超聲波或者其他方式焊接成型，最終產(chǎn)品就是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的制品，例如汽車油箱。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟d的中空吹塑法是在倍增器模頭后面連接均勻分流模，然后連接吹塑擠出模頭，當(dāng)熔體匯聚成管材后中空吹塑成型，最終產(chǎn)品就是結(jié)構(gòu)較為簡單的汽車油箱或者油瓶、油桶等制品。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1本發(fā)明高阻滲性交替微層結(jié)構(gòu)汽車油箱成型工藝路線圖。
[0020]圖2本發(fā)明高阻滲性交替微層結(jié)構(gòu)。
[0021]圖3本發(fā)明高阻滲性交替微層結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0023]實施例1
阻隔材料采用石墨烯微片，阻隔母粒配方如下=HDPE (85%)、石墨烯微片(8%)、HDPE接枝馬來酸酐(6%)、抗氧劑1010 (0.8%)、抗氧劑DSTP (0.2%)，共混后加入擠出機造粒，生產(chǎn)石墨烯微片阻隔母粒。將阻隔母粒和HDPE分別加入兩臺擠出機，控制阻隔母粒和HDPE在共擠模頭分配器的比例為60:40，經(jīng)過倍增器的微層疊作用，形成128層的層疊復(fù)合片材，經(jīng)過雙向拉伸控制片材厚度為3_，石墨烯微片在阻隔層中如圖2所示，沿著片材平面規(guī)則排列形成阻隔結(jié)構(gòu)，采用雙片熱成型法生產(chǎn)高阻滲性汽車油箱。按照GB/T 1038-2000測試汽車油箱的氧氣透過量為1.24 X 10_4Cm3/(m2.d.Pa)，通過美國CARB TP-901法規(guī)燃油箱滲透排放不超出2.0g/(m2.d)的要求。
[0024] 實施例2
阻隔材料采用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，阻隔母粒配方如下:HDPE (70%)、EVOH(20%)、HDPE接枝馬來酸酐(9%)、抗氧劑1010 (0.8%)、抗氧劑DSTP (0.2%)，共混后加入擠出機造粒，生產(chǎn)石墨烯微片阻隔母粒。將阻隔母粒和HDPE分別加入兩臺擠出機，控制阻隔母粒和HDPE在共擠模頭分配器的比例為50:50，經(jīng)過倍增器的微層疊作用，形成64層的層疊復(fù)合片材，經(jīng)過雙向拉伸控制片材厚度為3mm，阻隔層和HDPE層交替微層結(jié)構(gòu)如圖3所示，采用雙片熱成型法生產(chǎn)高阻滲性汽車油箱。按照GB/T 1038-2000測試汽車油箱的氧氣透過量為2.89 X IO-4Cm3/(m2.d.Pa)，通過美國CARB TP-901法規(guī)燃油箱滲透排放不超出 2.0g/ (m2.d)的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種交替微層結(jié)構(gòu)的高阻滲性塑料制品生產(chǎn)方法，包括以下步驟: a.將基體樹脂、阻隔材料和助劑共混擠出制備阻隔母粒； b.將阻隔母粒和基體樹脂分別加入兩臺擠出機中，兩臺擠出機的機頭接入倍增器模頭，通過模頭的倍增微分作用形成基體樹脂層和阻隔層的交替微層結(jié)構(gòu)； c.在倍增器模頭上連接流延模頭，擠出微層結(jié)構(gòu)片材，經(jīng)過雙向拉伸達到所需厚度，采用雙片熱成型法成型，其中上下兩片連接前在油箱內(nèi)側(cè)安裝各種附件，制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品; 或者d.在步驟a和b之后，在倍增器模頭上連接管材擠出模頭，采用中空吹塑法制備簡單結(jié)構(gòu)的制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述阻隔母粒配方為(按照質(zhì)量百分比):基體樹脂70~95、阻隔材料I~20、助劑1.5-10。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述助劑及質(zhì)量百分比是相容劑廣9，抗氧劑0.5~2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述基體樹脂是高密度聚乙烯(HDPE )、高分子量高密度聚乙烯(HMWHDPE )或聚丙烯(PP )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述基體樹脂是高密度聚乙烯或高分子量聞密度聚乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述阻隔材料是具有優(yōu)良阻隔作用的聚合物或無機納米片狀填料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述聚合物包括:乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龍6、尼龍66、尼龍`11、尼龍12、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述無機納米片狀填料包括:納米蒙脫土、石墨稀、石墨稀微片、z?母片、聞嶺土、滑石粉。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述相容劑是聚烯烴馬來酸酐接枝物或聚烯烴甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝物。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述抗氧劑包括抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑CA、抗氧劑DSTP、抗氧劑164、抗氧劑2246、亞磷酸酯類抗氧劑的一種或者多種混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述阻隔母粒的共混擠出溫度為160~260。。。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述交替微層結(jié)構(gòu)中阻隔母粒和基體樹脂的質(zhì)量比例為:(30%~50%):(50%~70%)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟b中兩臺擠出機的各段溫度一致，都是18(T250°C，共擠出的口模溫度為25(T280°C。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述倍增器模頭的分層層數(shù)為10~2000 層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟c的雙片熱成型法是先把每片片材真空吸塑成型，然后內(nèi)側(cè)安裝附件，最后把兩片成型好的片材通過加熱或超聲波焊接成型。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟d的中空吹塑法是在倍增器模頭后面連接 均勻分流模，然后連接吹塑擠出模頭，當(dāng)熔體匯聚成管材后中空吹塑成型。
【文檔編號】C08L77/02GK103524823SQ201310364861
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】談述戰(zhàn), 楊有財, 劉毅, 王德禧 申請人:青島中科昊泰新材料科技有限公司