用于耐環境應力開裂ＨＤＰＥ中空容器的功能母料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種用于耐環境應力開裂ＨＤＰＥ中空容器的功能母料及其制備方法，由無機功能填料、分散助劑、載體樹脂經混合后由雙螺桿擠出機塑煉造粒而成，以重量計，功能母料中載體樹脂的用量為１０％－３９％；無機功能填料用量為６０％－８９％；分散助劑的用量為１％－５％，本發明專利技術解決現有的中空容器受環境應力作用導致開裂的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于耐環境應力開裂HDPE中空容器的功能母料及其制備方法。
技術介紹
高密度聚乙烯(HDPE)具有無臭、無毒、優良的低溫性能和耐化學藥品 性能，由HDPE制造的塑料中空容器大量用于洗滌液、清潔用品、化妝品、潤 滑油、工業化學品和汽車用化學品的包裝。然而在使用過程中發現，HDPE中 空容器在盛放上述化學品時容易發生環境應力開裂(ESC)。所謂環境應力開 裂是指在環境因素和應力因素協同作用下發生的開裂。HDPE中空容器的環境 應力開裂問題與制品形狀、成型工藝以及制品中盛放的化學品種類有關。從 制品形狀和成型工藝的角度分析，制品中HDPE分子鏈的取向和結晶取決于制 品生產時的冷卻速度，由于中空容器的生產工藝是單面冷卻，制品厚壁與薄 壁處的冷卻速度明顯不同，由取向和結晶所產生的收縮程度也就明顯不同， 因此在交界處會形成內應力。通常中空容器中較厚的澆口和薄的瓶底拐角交 界的地方是產生應力開裂的典型位置。HDPE中空容器在接觸某些化學液體 時，溶劑的溶脹會使其玻璃化轉變溫度降低，也會誘導HDPE進一步結晶；表 面活性物質則會侵潤裂紋的表面，降低其表面能，從而促進裂紋的進一步發 展。因此制品在較低應力條件下就會發生開裂。目前，改善HDPE耐環境應力開裂的方法主要有(1)改進 本身的 結構；(2)改善制品的成型工藝；(3)對HDPE進行共混改性。對于方法(l)，提高分子量、增加鏈的支化度以及降低樹脂密度都可以提高制品的耐環境應 力開裂性能，但是提高分子量會使加工流動性變差，增加支化度和降低樹脂 密度又會使制品的機械強度下降。在方法(2)中，通過調節熔體溫度、冷卻溫度以及冷卻時間可以控制結晶速度，從而改善制品的耐環境應力開裂性能； 但是導致成型周期延長，生產成本增加。對HDPE進行共混改性是提高HDPE 耐環境應力開裂的有效方法，已有大量文獻報道了用HDPE與其他聚合物共混 來改善制品耐環境應力開裂的工作，包括與線型低密度聚乙烯(LLDPE)的共 混、與橡膠的共混、與氯化聚乙烯(CPE)的共混、與乙烯-醋酸乙烯共聚物 (EVA)的共混，其中HDPE與丁基橡膠和熱塑性彈性體的共混對改善耐環境 應力開裂效果最為明顯。但該方法需要將HDPE制成改性專用料，原材料成本 較高，而且制品的機械強度(剛性)都有明顯下降。
技術實現思路
為了克服上述缺陷，本專利技術要解決的技術問題是針對現有的中空容器受環境應力作用導致開裂的問題，提供一種耐應力開裂HDPE中空 容器用功能母料及其制備方法為了克服
技術介紹
中存在的缺陷，本專利技術解決其技術問題所采用的 技術方案是 一種用于耐環境應力開裂HDPE中空容器的功能母料，由無機 功能填料、分散助劑、載體樹脂經混合后由雙螺桿擠出機塑煉造粒而成，以 重量計，功能母料中載體樹脂的用量為10%-39%;無機功能填料用量為60% -89%;分散助劑的用量為1%-5%。本專利技術中所述無機功能填料為碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、硅灰石、硫酸鋇中的一種或兩種及兩種以上混合物，填料平均粒徑為0. 5 5um。本專利技術中所述載體樹脂為高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、低密度聚 乙烯中的一種或兩種及兩種以上的混合物，載體樹脂的熔體流動速率在 0. 5 2. 0 g/min之間。本專利技術中所述分散助劑包括偶聯劑和潤滑分散劑，所述的偶聯劑可以是 硅垸偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鈦鋁復合偶聯劑中的一種或兩 種及兩種以上混合物；所述的潤滑分散劑為石蠟、聚乙烯蠟、脂肪酸中的一種或兩種及兩種以上混合物。本專利技術中所述的用于耐環境應力開裂HDPE中空容器的功能母料的制備 方法，先將無機功能填料在高速混合機中攪拌升溫至60 8(TC，然后加入 偶聯劑進行高速攪拌溫度為80 10(TC，攪拌時間為10 15分鐘；將處理好 的無機填料與載體樹脂、潤滑分散劑在高速混合機中再混合3 5分鐘，然后 將混合物料加入同向雙螺桿擠出機中進行塑煉擠出，即制得本專利技術的功能母 料.'雙螺桿擠出機各區的溫度為I區溫度140 150°C， II區溫度160 190°C， III區溫度170 190°C， IV區溫度170 190°C， V區溫度170 180°C， VI區160 170°C， VH區140 150°C， Vffl區130 140°C， IX區125 135°C， X區120 135。C，機頭溫度170 180°C。螺桿轉速為250 400r/min。本專利技術中為保證功能母料在制造過程和成型過程中的穩定性，在母料制 造中可以加入適量的熱穩定劑，用量為總量的0. 1 1. 0%。本專利技術中所述的用于耐環境應力開裂HDPE中空容器的功能母料制備的 中空容器，將所述功能母料和高密度聚乙烯(HDPE)充分混合后，直接在吹塑成型機組上進行擠出吹塑，制備HDPE中空容器，功能母料和高密度聚乙烯的混合配比為20 30: 70 60，功能母料與粒狀HDPE按一定比例在高速分散機中簡單混合，然后使用中空容器成型機組吹塑成型。單螺桿擠出機加料 段溫度140 160°C，壓縮段溫度160 175°C，均化段溫度175 195°C ，機 頭溫度170 190°C;儲料溫度為170 185°C;模具溫度為35 45°C;吹氣 壓力為0. 45 0. 65MPa;螺桿轉速為30 70r/min;注料壓力為9 11MPa。 由于本專利技術中采用的無機功能填料的導熱系數比HDPE樹脂高的多，制品成型 過程中的冷卻速率明顯加快，成型周期明顯縮短。此外，由于無機功能填料 的成本較低，制品的原材料成本也明顯降低。有益效果本專利技術中將一定形態和粒徑分布的無機功能填料、分散助 劑與載體樹脂在雙螺桿擠出機上混合制成粒狀的濃縮功能母料，該濃縮母料 與粒狀HDPE經過簡單混合后即可通過吹塑成型生產HDPE中空容器。當制品 在模具中冷卻時，均勻分散在制品壁中的無機功能填料通過提高傳熱系數， 使制品均勻并快速冷卻。制品內部溫度的均勻分布使得制品內部的結晶及體 積收縮比較均勻，從而減輕了內應力；制品溫度的快速下降減少了結晶度和 球晶尺寸，有利于提高耐環境應力開裂性能；此外，在制品使用過程中，均 勻分散在制品壁中的無機功能填料可以有效阻止裂紋的繼續發展，也對提高 中空容器的耐環境應力開裂性能有貢獻。因此，通過添加該功能母料所制備 的HDPE中空容器具有突出的耐環境應力開裂性能。在有效提高制品耐環境應 力開裂性能的同時，在HDPE中空容器生產中添加該功能母料還可以減少HDPE 樹脂的用量，并且縮短成型周期。因此，可以降低生產成本，提高生產效率。具體實施例方式現在結合附圖和優選實施例對本專利技術作進一步詳細的說明。這些 附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此 其僅顯示與本專利技術有關的構成。實施例1:將細度為1250目的碳酸鈣、高密度聚乙烯(MFR=0.8g/10min)、鈦鋁 復合偶聯劑和脂肪酸混合制備功能母料。各組份質量配比為75份碳酸鈣， 21份HDPE， 1.5份鈦鋁復合偶聯劑,2.5份硬脂酸。制備過程如下將碳酸鈣加入高速分散機中在高速攪拌下升溫至60 80°C，然后加入鈦鋁復合偶聯劑，偶聯劑與碳酸鈣在高速混合機中混合均勻， 溫度為80 100°C，時間為10 15分鐘。將處本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于耐環境應力開裂ＨＤＰＥ中空容器的功能母料，其特征在于：由無機功能填料、分散助劑、載體樹脂經混合后由雙螺桿擠出機塑煉造粒而成，以重量計，功能母料中載體樹脂的用量為１０％－３９％；無機功能填料用量為６０％－８９％；分散助劑的用量為１％－５％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚自力，俞強，丁永紅，朱威，秦文偉，
申請(專利權)人：江蘇領航材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]