一种硫酸钡填充改性的线性低密度聚乙烯薄膜及其制备方法.pdf

一种硫酸钡填充改性的线性低密度聚乙烯薄膜及其制备方法。本发明涉及一种填充改性的线性低密度聚乙烯薄膜，由以下组分制成：线性低密度聚乙烯50-75份，十溴二苯乙烷13-26份，滑石粉17-40份，硫酸钡35-45份，硬脂酸钙3-5份，偶联剂0.5-1份，硼酸0.7-2.5份，改性剂0.5-1.5份，抗氧剂0.7-1.5份；该聚乙烯薄膜具有拉伸强度高、横向断裂伸长率高、直角撕裂强度好等优点。

权利要求书
1.  一种填充改性的线性低密度聚乙烯薄膜，其特征在于，所述薄膜由以下组分 制成：


2.  根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于，所述的硫酸钡为纳米硫酸 钡。

3.  根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于，所述的线性低密度聚乙烯 为扬子7042线性低密度聚乙烯。

4.  根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂 1010。

5.  根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于，所述的偶联剂为铝酸酯偶 联剂与钛酸酯偶联剂混合物，二者质量比为1.5-1.8:2。

6.  根据权利要求1所述的聚乙烯薄膜，其特征在于，所述的改性剂为聚-4-甲基 -1-戊烯与苯二甲酸二辛酯的混合物，二者重量比为0.5-1：1，优选重量比为0.7:1。

7.  一种制备权利要求1-6其中之一的聚乙烯薄膜的方法，其特征在于，所述步 骤为把上述原料加入到50-60℃高速搅拌机中混合10分钟；然后依次经过 130-160℃塑化、150-180℃口模成型，再经历管坯、吹胀、冷却、牵引、电晕处 理、切割、卷取处理，最后得到产品；其中所述的吹胀比为1.2-1.5，所述的牵 引在6-8kw功率下进行。

说明书一种硫酸钡填充改性的线性低密度聚乙烯薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性聚乙烯及其制备方法，尤其涉及一种采用无机填料来 改性的线性低密度聚乙烯薄膜及其制备方法。
背景技术
塑料作为一种新型人造材料，已广泛应用在国民经济各行各业和人民生活 中。通常生产塑料制品是采用纯树脂，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等作为原料直接加工成型。随着高分子材料及复 合材料工业化应用进程的加快，各工业部门不断提出更高的要求，如较高的拉 伸强度、模量、导热系数、热畸变温度及较低的热膨胀性和成本等，纯树脂显 得力不从心。在纯树脂中添加各类无机矿物粉体材料，可以提升或增加塑料树 脂的各类性能，使其达到所需要的技术指标和高性价比。因此，填充改性技术 在塑料行业有着广阔的市场前景。目前有关塑料无机填充改性的研究较多，涉 及到的无机填充材料有碳酸钙、硅灰石、二氧化硅、水镁石、滑石粉、云母粉、 蒙脱土、二氧化钛及硫酸钡(BaSO4)等。BaSO4作为无机填料，主要用于PP 的改性上。如沈小宁等采用铝酸酯对微米级BaSO4进行表面处理，通过熔融共 混法制备了PP/BaSO4复合材料，对该复合材料的力学性能、冲击断面形貌、加 工流变及结晶行为进行了研究。研究结果表明，表面处理后的BaSO4粒子与PP 之间存在着改善的界面粘附，在一定作用力下BaSO4粒子会发生界面脱粘而形 成孔穴，完成无机粒子对应力的传递与释放，并促使塑性形变在界面脱粘后发 生，阻止初期应力所致细裂纹的扩展，从而增加基体树脂的韧性和刚性；复合 材料界面的改性会增加BaSO4的成核能力，阻碍PP分子链的移动，在基体中 形成不完善的、更小尺寸的晶体。孟丽萍等研究了BaSO4填充PP复合材料的 性能。实验结果表明，基体树脂是影响BaSO4填充PP复合材料性能的重要因 素，BaSO4的续充量对填充PP材料的熔体流动速率和冲击韧性有较大影响。与 同质量、同体积滑石粉填充PP的对比实验结果也充分显示出BaSO4填充PP材 料的优良特性。除此之外，龙雪彬等考察了经表面处理和未经表面处理的BaSO4对ABS复合材料的形态结构和力学性能的影响。用不同比例的BaSO4(处理与 不处理两种)分别与ABS混合树脂经挤出机共混挤出造粒，得到ABS复合材 料，对其进行力学性能检测、SEM分析及TG分析，结果表明：经过处理的BaSO4填充ABS，与基体材料发生相互作用，其界面粘接状态效果较好，从一定意义 上讲对体系有增韧作用，能够对ABS复合材料的力学性能的降低有一定的减缓 作用，对材料性能的保持有一定的积极作用。陈晓蕾等采用熔融共混的方法制 备了高密度聚乙烯(HDPE)/BaSO4纳米改性网箱框架材料。扫描电镜照片显 示纳米BaSO4在HDPE中分散良好，且纳米BaSO4含量小于等于1％时，纳米 粒子与基体界面结合优良。他们还发现，热老化试验有助于提高HDPE的结晶 度，使材料的力学性能提高；一定量纳米级BaSO4的加入，有利于提高HDPE 的耐老化性能、热性能和热氧性能。CN102604227A公开了一种聚丙烯用阻燃 填充母粒，并具体公开了所述聚丙烯用阻燃填充母粒由以下质量百分比的组分 制成：十溴二苯乙烷30～40％，三氧化二锑6～10％，滑石粉0～45％，硫酸钡0～ 45％，载体3～14％，改性乙撑双脂肪酸酰胺0.1～5％。CN101633755A公开了 一种纳米改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法，并具体公开了采用改性的 纳米硫酸钡粉体、高密度聚乙烯、双螺杆挤出机、切粒机、注塑机，其特征是 将改性的纳米硫酸钡按比例(纳米粒子占高密度聚乙烯的质量百分含量为1～5 ％)与干燥的高密度聚乙烯材料充分混合后，加入到操作温度为170～220℃、螺 杆转速为160～220r/min、加料螺杆转速30～150r/min的双螺杆挤出机中经熔融 共混后挤出，经水冷、切粒机造粒，粒料干燥后，用注塑机注塑成纳米改性高 密度聚乙烯复合材料。
但是现有的填充材料主要是针对聚丙烯开发的，而专门针对聚乙烯的填充 材料较少涉及，尤其是针对线性低密度聚乙烯开发的填充材料更少。
发明内容
针对现有技术中缺少改性的线性低密度聚乙烯的问题，本发明提出一种填 充改性的线性低密度聚乙烯薄膜及其制备方法，本发明制得的聚乙烯薄膜具有 拉伸强度高、横向断裂伸长率高、直角撕裂强度好等优点。
一种填充改性的线性低密度聚乙烯薄膜，由以下组分制成：

其中所述的硫酸钡为纳米硫酸钡；
其中所述的线性低密度聚乙烯为扬子7042线性低密度聚乙烯；
其中所述的抗氧剂为抗氧剂1010；
其中所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂与钛酸酯偶联剂混合物，二者质量比为 1.5-1.8:2；
其中所述的改性剂为聚-4-甲基-1-戊烯与苯二甲酸二辛酯的混合物，二者重 量比为0.5-1：1，优选重量比为0.7:1。
一种填充改性的线性低密度聚乙烯薄膜的制备方法，其步骤如下把上述原 料加入到50-60℃高速搅拌机中混合10分钟；然后依次经过130-160℃塑化、 150-180℃口模成型，再经历管坯、吹胀、冷却、牵引、电晕处理、切割、卷取 处理，最后得到产品；其中所述的吹胀比为1.2-1.5，所述的牵引在6-8kw功率 下进行。
聚丙烯与聚乙烯虽然同属于高分子聚合物，但是二者之间性质也有较大差 异，由此导致对其处理的方式以及用途等均有较大差别。聚丙烯(PP)是一种 高密度、无侧链、高结晶必的线性聚合物，具有优良的综合性能。未着色时呈 白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。物料 性能密度小，强度刚度，硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100度左右使用。 具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆，不耐模易老化。 适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。同时吸湿性小，易发生融体 破裂，长期与热金属接触易分解。而聚乙烯耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘 性)优良，可以氯化，辐照改性，可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点，刚性， 硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软 性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳， 耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜 等；超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。吸湿小，不须充分干 燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速 度快，保压充分。收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲。冷却速度 宜慢，不宜与有机溶剂接触。
而线性低密度聚乙烯又是聚乙烯中的一类，它与LDPE相比，具有较高的 软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点， 还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、 碱、有机溶剂等。由此可见，把对聚丙烯改性的方法直接移植到线性低密度聚 乙烯上有较大困难，存在较大的技术跨度。
本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：(1)本发明通过对现有技术 很少涉及的线性低密度聚乙烯进行改性，扩展了线性低密度聚乙烯的适用范围； (2)本发明利用常用填料进行组合，通过对各组分和含量进行调整，使其产生 协同作用，对线性低密度聚乙烯的改性效果显著，在拉伸强度、横向断裂伸长 率、直角撕裂强度三方面都取得良好效果。
具体实施方式
下面将结合本申请的具体实施方式，对本申请的技术方案进行详细的说明， 但如下实施例仅是用以理解本发明，而不能限制本申请，本申请中的实施例及 实施例中的特征可以相互组合，本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同 方式实施。
实施例1
线性低密度聚乙烯50重量份，十溴二苯乙烷13重量份，滑石粉17重量 份，硫酸钡35重量份，硬脂酸钙3重量份，偶联剂0.5重量份，硼 酸0.7重量份，改性剂0.5重量份，抗氧剂0.7重量份；其中所述的 硫酸钡为纳米硫酸钡；其中所述的线性低密度聚乙烯为扬子7042线性低密度聚 乙烯；其中所述的抗氧剂为抗氧剂1010；其中所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂与 钛酸酯偶联剂混合物，二者质量比为1.5:2；其中所述的改性剂为聚-4-甲基-1- 戊烯与苯二甲酸二辛酯的混合物，二者重量比为0.5：1。
把上述原料加入到50℃高速搅拌机中混合10分钟；然后依次经过130℃塑 化、150℃口模成型，再经历管坯、吹胀、冷却、牵引、电晕处理、切割、卷取 处理，最后得到产品。其中所述的吹胀比为1.2，所述的牵引在6kw功率下进 行。
实施例2
线性低密度聚乙烯60重量份，十溴二苯乙烷18重量份，滑石粉25重量 份，硫酸钡38重量份，硬脂酸钙4重量份，偶联剂0.8重量份，硼 酸1.5重量份，改性剂1重量份，抗氧剂1重量份；其中所述的硫酸钡为纳米 硫酸钡；其中所述的线性低密度聚乙烯为扬子7042线性低密度聚乙烯；其中所 述的抗氧剂为抗氧剂1010；其中所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂与钛酸酯偶联剂 混合物，二者质量比为1.7:2；其中所述的改性剂为聚-4-甲基-1-戊烯与苯二甲酸 二辛酯的混合物，二者重量比为0.6：1。
把上述原料加入到60℃高速搅拌机中混合10分钟；然后依次经过160℃塑 化、180℃口模成型，再经历管坯、吹胀、冷却、牵引、电晕处理、切割、卷取 处理，最后得到产品。其中所述的吹胀比为1.5，所述的牵引在8kw功率下进 行。
实施例3
线性低密度聚乙烯75重量份，十溴二苯乙烷26重量份，滑石粉40重量 份，硫酸钡45重量份，硬脂酸钙5重量份，偶联剂1重量份，硼 酸2.5重量份，改性剂1.5重量份，抗氧剂1.5重量份；其中所述的硫酸钡为纳 米硫酸钡；其中所述的线性低密度聚乙烯为扬子7042线性低密度聚乙烯；其中 所述的抗氧剂为抗氧剂1010；其中所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂与钛酸酯偶联 剂混合物，二者质量比为1.8:2；其中所述的改性剂为聚-4-甲基-1-戊烯与苯二甲 酸二辛酯的混合物，二者重量比为1：1。
把上述原料加入到50℃高速搅拌机中混合10分钟；然后依次经过130℃塑 化、150℃口模成型，再经历管坯、吹胀、冷却、牵引、电晕处理、切割、卷取 处理，最后得到产品。其中所述的吹胀比为1.2，所述的牵引在6kw功率下进 行。
实施例4
其中所述的改性剂为聚-4-甲基-1-戊烯与苯二甲酸二辛酯的混合物，二者重 量比为0.7：1，其余条件与实施例2相同。
对比例1
其中所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂与钛酸酯偶联剂混合物，二者质量比为 1:2，其余条件与实施例2相同。
对比例2
其中所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂与钛酸酯偶联剂混合物，二者质量比为 1:1，其余条件与实施例2相同。
对比例3
其中所述的改性剂为聚-4-甲基-1-戊烯与苯二甲酸二辛酯的混合物，二者重 量比为0.3：1，其余条件与实施例2相同。
对比例4
其中所述的改性剂为聚-4-甲基-1-戊烯与苯二甲酸二辛酯的混合物，二者重 量比为1.2：1，其余条件与实施例2相同。
对比例5
没有添加硫酸钡，其余条件与实施例1相同。
对比例6
没有添加改性剂，其余条件与实施例1相同。
对比例7
没有添加十溴二苯乙烷，其余条件与实施例1相同。
性能测试
对实施例1-4和对比例1-7所得PE薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、直角撕 裂强度分别利用拉力试验机、薄膜撕裂度测定仪等仪器设备按Q/HNDP48-2011 标准进行测试；SLY-S1型薄膜撕裂度测定仪，济南兰光机电技术有限公司；XLW 型数显式拉力试验机，济南兰光机电技术有限公司。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技 术人员而言，本发明可以有各种更改和变换。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。