一種高阻隔高密度聚乙烯塑料的制備方法與流程

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本發(fā)明涉及一種高阻隔高密度聚乙烯塑料的制備方法，屬于塑料制品制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，簡稱為“HDPE”)大分子呈直鏈線型結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)晶度高達85％-95％，相對密度為0.941-0.960，是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，有較好的流變性和延展性，很適宜制成薄膜、薄片、薄壁類塑料制品。高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色材料，熔點約為130℃，比重比水輕，它具有良好的耐熱性和耐寒性，在常溫甚至在-40F低溫度下均如此，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好，耐酸堿，耐有機溶劑，化學穩(wěn)定性好。高密度聚乙烯大量用于薄膜包裝食品，也可制成瓶、罐等食品、藥品、日用品包裝。高密度聚乙烯的主要包裝特性：阻水阻濕性好，但阻氣和阻有機蒸氣的性能差，因此不能用于高阻隔包裝。

納米有機蒙脫土，是經(jīng)分散剝片、純化改型、超細分級、有機插入等特殊工藝而生產(chǎn)出的蒙脫石含量大于98％、平均晶片厚度小于20納米的高性能產(chǎn)品，該產(chǎn)品單晶片大，層厚小，比表面積大，透明性好，納米分散后具有很高的表面能與高分子聚合物有很強的親和力，具有良好的分散性能，廣泛應用于高分子材料行業(yè)作為納米聚合物高分子材料的添加劑，具有提高抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩(wěn)定性、氣體阻隔性、阻燃性、抗紫外線性等性能。水蒸氣、O₂、CO₂、紫外光透過率降低到1/2至1/5，熱釋放速度明顯延緩，阻燃性顯著提高，熔融流動性增加，因此聚合物/蒙脫石納米復合材料成為新一代高阻隔性包裝材料，高強度輕量化工程材料，高阻燃絕緣電器材料和抗疲勞高性能彈性體材料。

云母片由多硅白云母、石英、石榴石和金紅石等高壓組合，具有極高的電絕緣性和較好阻隔性。云母薄片是經(jīng)過剝分、定厚、切制而成的云母零件，厚度為1-30μm，柔軟而富有彈性。云母薄片作塑料、橡膠等功能性填料，可提高其機械強度，增強韌性、阻隔濕、汽的透過及耐腐蝕等。云母薄片填料在塑料膜內(nèi)經(jīng)雙向拉伸的塑料膜，云母薄片自動形成與塑料膜互相平行取向排列，與滲透物質(zhì)穿透膜的方向相垂直，水、汽、光等對塑料膜的滲透受到強烈阻隔，阻隔作用的發(fā)揮最為充分。

碳酸鈣晶須用于改性塑料等熱塑性材料表現(xiàn)出顯著的增強、增韌作用?？梢愿纳飘a(chǎn)品的熱穩(wěn)定性、抗老化性能；還可提升加工性能及制品的表面光潔度。

硼酸鋁晶須是一種針狀單晶纖維，具有高的彈性模量、良好的機械強度，耐熱性、耐化學藥品性、耐酸性等特點，不僅可以用于絕熱、耐熱和耐腐材料，也可用作熱塑性樹脂的補強劑。硼酸鋁晶須具有優(yōu)異的耐磨減磨性能、耐火阻燃性等。硼酸鋁的價格較低，僅為碳化硅晶須的1/10-1/30，是一種有很大市場潛力的新型晶須材料。目前研究使用的基體樹脂主要包括PP、PE、PVC、PA等，用于制得具有優(yōu)異的強度、剛度、耐磨性的復合材料。

凹凸棒土的基本結(jié)構(gòu)單元為棒狀、針狀、纖維狀單晶體，簡稱凹凸棒晶，凹凸棒土中棒晶的含量一般＜50％。凹凸棒晶長約0.5-5μm，寬約0.01-0.10μm，表面布滿凹凸相間的溝槽，莫氏硬度2-3級，加熱到700-800℃，硬度＞5級，比重為2.05-2.32。

納米二氧化硅的加入，在其表面包敷一層有機材料，形成網(wǎng)絡(luò)硅石結(jié)構(gòu)，增加產(chǎn)品的密封性和防滲性。

多年來材料科技工作者針對HDPE存在的缺陷，進行了大量的改性研究，以期制得具有高強度、高阻隔HDPE塑料，特別是高阻隔包裝材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可用于食品、藥品、日用品等高阻隔包裝的塑料的制備方法。

本發(fā)明所述的一種高阻隔高密度聚乙烯塑料的制備方法，采用如下步驟：

A)按質(zhì)量份數(shù)取0.1-0.3份直徑為0.5-1μm、長度為10-20μm的硼酸鋁晶須，0.2-0.4份長為0.5-5μm、寬為0.01-0.10μm的凹凸棒晶，3.0-5.0份表征參數(shù)直徑為0.5-3μm、長度為5-20μm的碳酸鈣晶須，0.4-0.8份月桂胺聚氧乙烯醚，3.0-5.0份厚度為1-3μm、250-350目的白云母薄片，6.0-8.0份質(zhì)量分數(shù)為20-30％的碳酸氫鈉水溶液，0.2-0.4份納米級滑石粉混合，在140-160℃過熱蒸汽反應釜內(nèi)攪拌汽蒸反應45-60min，在300-400℃真空微波輻射2-4h，然后浸于80-120份質(zhì)量分數(shù)為30％的氨基磺酸溶液中真空吸濕處理，吸透后加熱至60-95℃超聲波分散0.5-1.5h，再攪拌分散2-4h，取懸浮物；

B)按質(zhì)量份數(shù)將步驟A)獲得的2.0-4.0份懸浮物用60-100份含質(zhì)量分數(shù)3-5％三聚磷酸鈉分散液的去離子水在70-90℃下超聲波處理20-40min，取上層懸浮物經(jīng)250-350目過濾，蒸餾水洗滌干凈，真空烘干，得到改性阻隔材料；

C)按質(zhì)量份數(shù)取步驟B)40-60份得到的改性阻隔材料，0.2-0.4份納米二氧化硅，12-18份聚異丁烯膠粒，0.3-0.5份硬脂酸，8.0-12份納米級有機蒙脫土，4.0-6.0份HDPE-g-MAH，12-18份質(zhì)量分數(shù)為10-20％的KH-550硅烷偶聯(lián)劑，60-80℃條件下在混合機中以450-550r/min的速度攪拌反應45-60min，50-70℃真空烘干，再加入200-300份高密度聚乙烯塑料粉，以250-350r/min的速度攪拌40-50min，100-200℃條件下在密練機中混練15-25min，冷卻后切粒，在雙螺桿混練擠出得到高阻隔高密度聚乙烯塑料粒子；