一種耐撕裂、高含量礦物填充pe包裝材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料及其制備方法，其由下列原料組分制備而成：聚乙烯15-25份、改性超高分子量聚乙烯5-10份、聚酯樹脂0-10份、無機(jī)礦粉50-65份、偶聯(lián)劑0.5-1.5份、潤滑劑0.5-5份、抗氧劑0.5-2.5份、加工助劑0.3-2.5份。首先制備改性超高分子量聚乙烯，然后再與其他樹脂及助劑經(jīng)過密煉塑化和開煉塑化等生產(chǎn)工藝制備出耐撕裂、高含量礦物填充PE材料，所制備出的材料具有耐撕裂、高填充、低成本，工藝簡單等特點，大大提高了包裝材料的機(jī)械性能，降低了材料成本以及提高了回收利用次數(shù)，可廣泛應(yīng)用于塑料瓦楞包裝箱、包裝容器、包裝裝潢、運輸?shù)阮I(lǐng)域。
【專利說明】一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于包裝材料制造領(lǐng)域，具體涉及一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材 料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 與玻璃、金屬包裝材料的重量大、運輸存儲成本較高、不耐沖擊等性能相比，塑料 包裝材料它具有強度高，重量輕，耐腐蝕，可塑性強，無毒，防潮，外表美觀?？芍貜?fù)周轉(zhuǎn)及再 回收再利用等特點，具有良好的包裝效果和社會效益。
[0003] 由于社會的發(fā)展，化工原材料的消耗越來越大，價格逐年增加，而石油資源是有限 的，塑料對不可再生資源的占用也成為社會可持續(xù)發(fā)展中必須盡快解決的一個現(xiàn)實課題。 如果繼續(xù)用常規(guī)配方生產(chǎn)塑料包裝材料，成本會越來越高，例如傳統(tǒng)的碳酸鈣填充聚氯乙 烯鈣塑箱材料，一方面材料體系中大部分使用了鉛鹽耐熱體系，材料不夠環(huán)保，另一方面其 重復(fù)再生使用后性能急劇下降，需要添加很多比例的新原材料進(jìn)去才能達(dá)到包裝材料的性 能標(biāo)準(zhǔn)，成本較高。因此采用一種新的低成本的生產(chǎn)配方，來代替現(xiàn)有技術(shù)，成為迫切需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝 材料。本發(fā)明的另一個目的是提供上述耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料的制備方法。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的： 一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其由下列原料組分制備而成，各組分的 重量份為：聚乙烯15-45份、改性超高分子量聚乙烯5-10份、聚酯樹脂0-10份、無機(jī)礦粉 50-65份、偶聯(lián)劑0. 5-1. 5份、潤滑劑0. 5-5份、抗氧劑0. 5-2. 5份、加工助劑0. 3-2. 5份。
[0006] 上述方案的優(yōu)選方案是，聚乙烯、無機(jī)礦粉、改性高分子量聚乙烯和聚酯樹脂共為 重量份100份，偶聯(lián)劑〇. 5-1. 5份、潤滑劑0. 5-5份、抗氧劑0. 5-2. 5份、加工助劑0. 3-1. 5 份。
[0007] 所述的聚乙烯優(yōu)選為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯中的至少一種。
[0008] 所述改性超高分子量聚乙烯為高密度聚乙烯與超高分子量聚乙烯于200-2KTC通 過雙輥混煉5-15min改性而得，其中所選取的高密度聚乙烯在230°C，2. 16Kg下的熔融指數(shù) 為5-25g/10min，高密度聚乙烯與超高分子量聚乙烯重量比為10-40 :60-90。
[0009] 所述聚酯樹脂優(yōu)選為聚對苯二甲酸二乙酯、聚對苯二甲酸二丁酯中的一種或者兩 種。所述聚酯為聚對苯二甲酸二乙酯、聚對苯二甲酸二丁酯、聚對苯二甲酸二烯丙酯中的至 少一種。
[0010] 所述無機(jī)礦粉優(yōu)選為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅、硫酸鋇、云母 粉、蒙脫土中的至少一種。
[0011] 所述偶聯(lián)劑包括3_氛丙基二乙氧基娃燒（KH550)、γ - (2, 3_環(huán)氧丙氧）丙基二 甲氧基硅烷（KH560)、Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)、異丙基三(二辛基焦 磷酸酰氧基）鈦酸酯（NDZ-201)、鋁酸三異丙酯（DL-411)中的至少一種。
[0012] 所述潤滑劑優(yōu)選為硬脂酸、固體石蠟、硬脂酸鈣、和Ν，Ν' -亞乙基雙硬脂酰胺中的 至少一種。
[0013] 所述抗氧劑優(yōu)選為β- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯(抗 1076)、四[β- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯(抗1010)、三[2, 4-二叔 丁基苯基]亞磷酸酯（抗168)、硫代二丙酸雙十八醇酯（抗DSTDP)、硫代二丙酸雙十二醇酯 (抗DLTDP)、Ν, Ν' -二亞水楊基丙二胺（Τ1201)中的至少一種。
[0014] 所述的加工助劑包括液體白油、超高分子量聚硅氧烷、聚乙烯蠟和芥酸酰胺中的 至少一種。
[0015] 所述的一種耐撕裂、超高含量礦物填充PE包裝材料的制備方法，各工序依次為： 按比例配料并于捏合機(jī)中高速捏合攪拌后，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)進(jìn)行密煉塑化，然后轉(zhuǎn)入開煉機(jī)進(jìn) 行開煉塑化；其中密煉塑化和開煉塑化的塑化溫度均為180_220°C，密煉塑化時間為6-15 分鐘，開煉塑化時間為9-15分鐘。
[0016] 本發(fā)明具有下述有益效果： 1.本發(fā)明將改性超高分子量聚乙烯與聚酯配合改善聚乙烯高填充體系，制備出的材料 具有優(yōu)異的耐撕裂等優(yōu)良性能。
[0017] 2.本發(fā)明的所涉及的耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，具有成本低、可重復(fù) 回收再生利用，并且再生反復(fù)利用制備出的材料耐撕裂強度等性能保持率依舊很好。

【具體實施方式】
[0018] 下面給出實施例以對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只 用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練 人員根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019] 本發(fā)明的實施例中所用的所有原料均是市售產(chǎn)品，其中：無機(jī)填料為500-2500 目。
[0020] 實施例1 將高密度聚乙烯10份、低密度聚乙烯10份、改性超高分子量聚乙烯：8份、聚對苯二甲 酸二乙酯樹脂：7份、重質(zhì)碳酸鈣：65份、偶聯(lián)劑NDZ-201 :0. 7份、潤滑劑硬脂酸：1. 5份、加 工助劑液體白油：1. 5份、抗氧劑1010 :0. 3份、抗氧劑168 :0. 5份混合拌勻，倒入捏合機(jī)，溫 度控制在105°C，高速捏合5份鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在200°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa， 密煉塑化10分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在190°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，開煉塑化15分鐘。
[0021] 實施例2 將高密度聚乙烯15份、改性超高分子量聚乙烯：10份、聚對苯二甲酸二乙酯樹脂：10 份、重質(zhì)碳酸鈣：35份、輕質(zhì)碳酸鈣：30份、偶聯(lián)劑NDZ-201 65份、潤滑劑Ν，Ν' -亞乙基 雙硬脂酰胺：3. 5份、加工助劑芥酸酰胺：2. 5份、抗氧劑1010 :1份、抗氧劑168 5份及 DSTDP 5份混合拌勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在105°C，高速捏合5份鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉 機(jī)在200°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化10分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在200°C溫度中，施 加機(jī)械壓力40Mpa，開煉塑化15分鐘。
[0022] 實施例3 將高密度聚乙烯20份、中密度聚乙烯10份、改性超高分子量聚乙烯：10份、重質(zhì)碳酸 鈣50份、滑石粉：10份、偶聯(lián)劑KH550 :1. 0份、潤滑劑硬脂酸鈣：5份、加工助劑超高分子量 聚硅氧烷：2. 5份、抗氧劑1010 :1份、抗氧劑168 :1. 5份混合拌勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在 105°C，高速捏合5份鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在220°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化 10分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在200°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，開煉塑化10分鐘。
[0023] 實施例4 將高密度聚乙烯30份、改性超高分子量聚乙烯：8份、聚對苯二甲酸二丁酯樹脂：7份、 重質(zhì)碳酸鈣：55份、偶聯(lián)劑KH560 55份、潤滑劑硬脂酸鈣：2. 0份、加工助劑超高分子量 聚硅氧烷：〇. 3份、抗氧劑1010 :1份、抗氧劑168 :1. 5份混合拌勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在 105°C，高速捏合5份鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在200°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化 10分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在205°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，開煉塑化12分鐘。
[0024] 實施例5 將高密度聚乙烯30份、低密度聚乙烯15份、改性超高分子量聚乙烯：5份、聚對苯二 甲酸二烯丙酯樹脂：1〇份、重質(zhì)碳酸鈣：35份、滑石粉：15份、偶聯(lián)劑KH570 5份、潤滑劑 硬脂酸：〇. 5份、加工助劑超高分子量聚硅氧烷：1. 0份、抗氧劑1076 :1份、抗氧劑168 :1. 5 份混合拌勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在l〇5°C，高速捏合5分鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在200°C 溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化6分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在200°C溫度中，施加機(jī)械壓力 40Mpa，開煉塑化9分鐘。
[0025] 實施例6 將高密度聚乙烯25份、改性超高分子量聚乙烯：5份、聚對苯二甲酸二烯丙酯樹脂：8 份、重質(zhì)碳酸鈣：45份、云母粉：15份、偶聯(lián)劑NDZ-201 8份、潤滑劑硬脂酸：3份、加工助 劑芥酸酰胺：1. 2份、抗氧劑1010 2份、抗氧劑168 2份及抗氧劑T1201 1份混合拌 勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在105°C，高速捏合5分鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在200°C溫度中，施 加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化10分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在205°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，開 煉塑化15分鐘。
[0026] 實施例7 將高密度聚乙烯35份、改性超高分子量聚乙烯：5份、聚對苯二甲酸二丁酯樹脂：5份、 重質(zhì)碳酸鈣：55份、偶聯(lián)劑DL-411 :1. 5份、潤滑劑Ν，Ν'-亞乙基雙硬脂酰胺：3. 5份、加工 助劑液體白油：2. 0份、抗氧劑1076 :0. 3份、抗氧劑168 :0. 2份及抗氧劑DLTDP :0. 5份混合 拌勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在l〇5°C，高速捏合5分鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在200°C溫度中， 施加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化10分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在200°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa， 開煉塑化12分鐘。
[0027] 實施例8 將高密度聚乙烯20份、低密度聚乙烯10、改性超高分子量聚乙烯：5份、聚對苯二甲酸 二丁酯樹脂：5份、重質(zhì)碳酸鈣35份、蒙脫土 ：25份、偶聯(lián)劑KH550 :1. 0份、潤滑劑固體石蠟： 3. 5份、加工助劑芥酸酰胺：1. 5份、抗氧劑1010 3份、抗氧劑168 5份及DSTDP :0. 7 份混合拌勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在l〇5°C，高速捏合5分鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在180°C 溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化15分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在180°C溫度中，施加機(jī)械壓力 40Mpa，開煉塑化12分鐘。
[0028] 對比例I 將高密度聚乙烯55份、重質(zhì)碳酸鈣45份、偶聯(lián)劑KH560 :0. 55份、潤滑劑硬脂酸鈣：2. 0 份、加工助劑超高分子量聚硅氧烷：0. 3份、抗氧劑1010 :1份、抗氧劑168 :1. 5份混合拌勻， 倒入捏合機(jī)，溫度控制在105°C，高速捏合5份鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在20(TC溫度中，施加 機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化10分鐘，轉(zhuǎn)入開煉機(jī)在205°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，開煉 塑化12分鐘。
[0029] 對比例2 將高密度聚乙烯40份、低密度聚乙烯15、重質(zhì)碳酸鈣30份、蒙脫土 ：15份、偶聯(lián)劑 KH550 :1. 0份、潤滑劑固體石蠟：3. 5份、加工助劑芥酸酰胺：1. 5份、抗氧劑1010 03份、 抗氧劑168 5份及DSTDP 7份混合拌勻，倒入捏合機(jī)，溫度控制在105°C，高速捏合5 分鐘后起料，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)在180°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，密煉塑化15分鐘，轉(zhuǎn)入開煉 機(jī)在180°C溫度中，施加機(jī)械壓力40Mpa，開煉塑化12分鐘。
[0030] 表1各實施例所得產(chǎn)品的性能測試

【權(quán)利要求】
1. 一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其由下列原料組分制備而成，各組分的 重量份為：聚乙烯15-45份、改性超高分子量聚乙烯5-10份、聚酯樹脂0-10份、無機(jī)礦粉 50-65份、偶聯(lián)劑0. 5-1. 5份、潤滑劑0. 5-5份、抗氧劑0. 5-2. 5份、加工助劑0. 3-2. 5份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述的聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述改性超高分子量聚乙烯為高密度聚乙烯與超高分子量聚乙烯通過雙輥混煉改性而得，所 述高密度聚乙烯在230°C，2. 16Kg下的熔融指數(shù)為5-25g/10min，高密度聚乙烯與超高分子 量聚乙烯重量比為10-40 :60-90。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述聚酯樹脂為聚對苯二甲酸二乙酯、聚對苯二甲酸二丁酯、聚對苯二甲酸二烯丙酯中的至 少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述無機(jī)礦粉為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、二氧化硅、硫酸鋇、云母粉、蒙脫土中的至 少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述偶聯(lián)劑包括3-氨丙基二乙氧基娃燒、Y - (2, 3-環(huán)氧丙氧）丙基二甲氧基娃燒、Y -(甲 基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯、鋁酸三異丙酯中 的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述潤滑劑為硬脂酸、固體石蠟、硬脂酸鈣和N，N' -亞乙基雙硬脂酰胺中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述抗氧劑為￠- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯、四[￠- (3, 5-二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2, 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯、硫代二丙酸雙十二 醇酯、硫代二丙酸雙十八醇酯、N，N' -二亞水楊基丙二胺中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料，其特征在于：所 述的加工助劑包括液體白油、高分子量聚硅氧烷、聚乙烯蠟和芥酸酰胺中的至少一種。
10. 如權(quán)利要求1 -9任一項所述的一種耐撕裂、高含量礦物填充PE包裝材料的制備方 法，其特征在于：按比例配料并于捏合機(jī)中高速捏合攪拌后，轉(zhuǎn)入密煉機(jī)進(jìn)行密煉塑化，然 后轉(zhuǎn)入開煉機(jī)進(jìn)行開煉塑化；其中密煉塑化和開煉塑化的塑化溫度均為180_220°C，密煉 塑化時間為6-15分鐘，開煉塑化時間為9-15分鐘。
【文檔編號】C08L67/02GK104419046SQ201310382873
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】楊桂生, 楊軍明 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司