專利名稱：一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯escr性能的配方及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用硅烷接枝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高結(jié)晶度聚乙烯的硅烷接枝，使其ESCR性能得到顯著提升的用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，要想保證高密度聚乙烯較高的拉伸屈服強(qiáng)度，其耐環(huán)境應(yīng)力開裂(ESCR)性能必然有所下降。特別是對(duì)于一些中空料來說，由于較差的ESCR性能，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用范圍。如今，可通過提高聚乙烯分子量或雙峰技術(shù)來同時(shí)達(dá)到較高的拉伸屈服強(qiáng)度和ESCR性能，但往往由于成本較高、聚合工藝復(fù)雜，同樣限制了其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于在不犧牲高密度聚乙烯樹脂拉伸屈服強(qiáng)度的前提下，提升樹脂的ESCR性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的方法。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù):
高密度聚乙烯100份 不飽和硅烷 0.5-1.25份` 引發(fā)劑0.01-0.05份。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù):
高密度聚乙烯100份 不飽和硅烷 0.5-1.2份 引發(fā)劑0.01-0.04份。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù):
高密度聚乙烯100份 不飽和硅烷 0.8-1.0份 引發(fā)劑0.02-0.03份。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù):
高密度聚乙烯100份不飽和硅烷0.82份引發(fā)劑0.02份。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于所述的不飽和
娃燒為乙稀基二甲氧基娃燒。
所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于所述的引發(fā)劑為2，5_ 二甲基_2，5-雙(叔丁基過氧基)己燒。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于所述的高密度聚乙烯為用于生產(chǎn)25L以下的小中空料，其密度為0.950-0.964g/cm3、熔融指數(shù)為0.5-4.0g/10min、分子量為 50000-150000g/mol。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能配方的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
1)將高密度聚乙烯進(jìn)行熔體流動(dòng)指數(shù)的檢測(cè)，設(shè)定熔體流動(dòng)指數(shù)MI為0.5 4.0 ;
2)按重量稱取高密度聚乙烯100份投入混合機(jī)中，再將不飽和硅烷0.5 1.25份和引發(fā)劑0.01 0.05份混合均勻后一起噴入該混合機(jī)內(nèi)，在常溫下混合5 8分鐘，停機(jī)；
3)將上述混合好的混合物用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒，加工溫度為180°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為250 300轉(zhuǎn)/分；
4)將造粒好的硅烷接枝高密度聚乙烯母粒在80°C下干燥4小時(shí)后真空包裝，備用。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能配方的制備方法，其特征在于:
1)所述熔體流動(dòng)指數(shù)為0.5 < MI < 1.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷0.50 0.65份、引發(fā)劑0.01 0.015份；
2)所述熔體流動(dòng)指數(shù)1.0 SMI < 1.5時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷0.65 0.90份、引發(fā)劑0.015 0.025份；
3)所述熔體流動(dòng)指數(shù)1.5 < MI < 2.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷0.90 1.05份、引發(fā)劑0.025 0.035份；
4)所述熔體流動(dòng)指數(shù)2.0 < MI < 3.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷1.05 1.15份、引發(fā)劑0.035 0.045份；
5)當(dāng)所述熔體流動(dòng)指數(shù)3.0 < MI < 4.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷1.15 1.25份、引發(fā)劑0.045 0.045份。所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能配方的制備方法，其特征在于所述的不飽和硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷，引發(fā)劑為2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷，高密度聚乙烯為用于生產(chǎn)25L以下的小中空料，其密度為0.950-0.964g/cm3、熔融指數(shù)為 0.5-4.0g/10min、分子量為 50000-150000g/mol。通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本發(fā)明采用2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷為引發(fā)劑，引發(fā)效率高，可使高密度聚乙烯的接枝率達(dá)到0.15% 0.35%，非但不影響高密度聚乙烯中空料的結(jié)晶度，保持其優(yōu)異的力學(xué)性能，反而由于聚乙烯大分子鏈的相互耦合而達(dá)到擴(kuò)鏈的作用，進(jìn)一步提聞樹脂的各項(xiàng)性能指標(biāo)；
2)通過采用本發(fā)明的配方和制備方法，有效地提高高密度聚乙烯中空料的物化性能，降低熔體流動(dòng)指數(shù)，大大提高了 ESCR性能，本發(fā)明中所要求的硅烷接枝率只需達(dá)到0.10%到0.25%，實(shí)現(xiàn)即使有微量水份的存在，在產(chǎn)物中也不發(fā)生預(yù)交聯(lián)，保持其良好的結(jié)晶度和結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而不影響樹脂的拉伸屈服強(qiáng)度，同時(shí)，由于不飽和硅烷中的硅烷基團(tuán)的引入以及大分子自由基的擴(kuò)鏈，使得聚乙烯分子鏈之間的作用力增大，從而使熔體流動(dòng)指數(shù)MI顯著下降，有利于提高樹脂在成型中的熔體強(qiáng)度，生產(chǎn)出性能更優(yōu)異的產(chǎn)品；另一方面也會(huì)使晶片間的系帶分子濃度增大，顯著提高ESCR性能，使ESCR達(dá)到IOOOh以上；
3)本發(fā)明構(gòu)思新穎、工藝合理、操作方便、投資小，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及效果作進(jìn)一步的描述。但是，所使用的具體方法、配方和說明并不是對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明的用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，包括如下重量組份及份數(shù): 高密度聚乙烯100份，不飽和硅烷0.5-1.25份，引發(fā)劑0.01-0.05份。優(yōu)選重量組份及份數(shù):
高密度聚乙烯100份，不飽和硅烷0.5-1.2份，引發(fā)劑0.01-0.04份。更優(yōu)重量組份及份數(shù):
高密度聚乙烯100份，不飽和硅烷0.8-1.0份，引發(fā)劑0.02-0.03份。最優(yōu)重量組份及份數(shù):
高密度聚乙烯100份不飽和硅烷0.82份引發(fā)劑0.02份。上述中，不飽和硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷；引發(fā)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷；高密度聚乙烯為用于生產(chǎn)25L以下的小中空料，其密度為0.950-0.964g/cm3、熔融指數(shù)為 0.5-4.0g/10min、分子量為 50000-150000g/mol。上述配方的具體制備方法，包括以下步驟:
1)將高密度聚乙烯進(jìn)行熔體流動(dòng)指數(shù)的檢測(cè)，設(shè)定熔體流動(dòng)指數(shù)MI為0.5 4.0 ;
2)按重量稱取高密度聚乙烯100份投入混合機(jī)中，再將不飽和硅烷0.5 1.25份和引發(fā)劑0.01 0.05份混合均勻后一起噴入該混合機(jī)內(nèi)，在常溫下混合5 8分鐘，停機(jī)；
3)將上述混合好的混合物用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒，加工溫度為180°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為250 300轉(zhuǎn)/分；
4)將造粒好的硅烷接枝高密度聚乙烯母粒在80°C下干燥4小時(shí)后真空包裝，備用。本發(fā)明為了提高ESCR性能，對(duì)熔體流動(dòng)指數(shù)及對(duì)應(yīng)的配方份數(shù)作了研究，將不同范圍的熔體流動(dòng)指數(shù)所需的份數(shù)作了區(qū)別，具體如下:
1)所述熔體流動(dòng)指數(shù)為0.5 < MI < 1.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.50 0.65份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.0I 0.015份，優(yōu)選重量份數(shù)為高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.01份，但不包括端值乙烯基三甲氧基硅烷0.65份、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.015份；
2)所述熔體流動(dòng)指數(shù)1.0 SMI < 1.5時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.65 0.90份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.015 0.025份；優(yōu)選重量份數(shù)為高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.8份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.02份；不包括端值乙烯基三甲氧基硅烷0.90份、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.025份；
3)所述熔體流動(dòng)指數(shù)1.5 < MI < 2.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.90 1.05份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.025 0.035份； 優(yōu)選重量份數(shù)為高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.95份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.03份，不包括端值乙烯基三甲氧基硅烷1.05份、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.035份；
4)所述熔體流動(dòng)指數(shù)2.0 < MI < 3.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷1.05 1.15份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.035
0.045份，優(yōu)選重量份數(shù)為高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷1.1份、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.04份，不包括端值乙烯基三甲氧基硅烷1.15份、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.045份；
5)當(dāng)所述熔體流動(dòng)指數(shù)3.0 < MI < 4.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷1.15 1.25份、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.045 0.05份，優(yōu)選重量份數(shù)為高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷1.2份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.045份，包括端值乙烯基三甲氧基硅烷1.25份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.05份。實(shí)施例1:本發(fā)明所述的改性方法由下列組份及重量份配制:當(dāng)檢測(cè)高密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)MI=0.5 1.0時(shí)，則取高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.01份，備用；其使用方法如下，先將上述的100份高密度聚乙烯置于混合機(jī)內(nèi)，再將上述0.5份乙烯基三甲氧基硅烷和0.01份2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷混合均勻后噴入混合機(jī)內(nèi)，在常溫下開機(jī)攪拌5 8分鐘。再用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒，加工溫度為180°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為250 300轉(zhuǎn)/分；將造粒好的硅烷接枝高密度聚乙烯母粒在80°C下干燥4小時(shí)后真空包裝，即可用于樣品制備，進(jìn)行力學(xué)性能和ESCR性能的測(cè)試，結(jié)果列于表I。實(shí)施例2:本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:當(dāng)所述的高密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)MI=L O 1.5時(shí)，則取高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.8份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.02份。實(shí)施例3:本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:當(dāng)所述的高密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)MI=L 5 2.0時(shí)，則取高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷0.95份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.03份。實(shí)施例4:本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:當(dāng)所述的高密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)MI=2.0 3.0時(shí)，則取高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷1.1份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.04份。實(shí)施例5:本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:當(dāng)所述的高密度聚乙烯的熔體流動(dòng)指數(shù)MI=3.0 4.0時(shí)，則取高密度聚乙烯100份、乙烯基三甲氧基硅烷1.2份、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷0.045份。表I為實(shí)施例1-5的配方性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù): 高密度聚乙烯100份 不飽和硅烷 0.5-1.25份 引發(fā)劑0.01-0.05份。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù): 高密度聚乙烯100份 不飽和硅烷 0.5-1.2份 引發(fā)劑0.01-0.04份。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù): 高密度聚乙烯100份 不飽和硅烷 0.8-1.0份 引發(fā)劑0.02-0.03份。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于包括如下重量組份及份數(shù): 高密度聚乙烯100份不飽和硅烷0.82份引發(fā)劑0.02份。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于所述的不飽和娃燒為乙稀基二甲氧基娃燒。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于所述的引發(fā)劑為2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷。
7.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方，其特征在于所述的高密度聚乙烯為用于生產(chǎn)25L以下的小中空料，其密度為0.950-0.964g/cm3、熔融指數(shù)為 0.5-4.0g/10min、分子量為 50000-150000g/mol。
8.種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能配方的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將高密度聚乙烯進(jìn)行熔體流動(dòng)指數(shù)的檢測(cè)，設(shè)定熔體流動(dòng)指數(shù)MI為0.5 4.0 ; 2)按重量稱取高密度聚乙烯100份投入混合機(jī)中，再將不飽和硅烷0.5 1.25份和引發(fā)劑0.01 0.05份混合均勻后一起噴入該混合機(jī)內(nèi)，在常溫下混合5 8分鐘，停機(jī)； 3)將上述混合好的混合物用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒，加工溫度為180°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速為250 300轉(zhuǎn)/分； 4)將造粒好的硅烷接枝高密度聚乙烯母粒在80°C下干燥4小時(shí)后真空包裝，備用。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能配方的制備方法，其特征在于: 1)所述熔體流動(dòng)指數(shù)為0.5 < MI < 1.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷0.50 0.65份、引發(fā)劑0.01 0.015份； 2)所述熔體流動(dòng)指數(shù)1.0 SMI < 1.5時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷0.65 0.90份、引發(fā)劑0.015 0.025份； 3)所述熔體流動(dòng)指數(shù)1.5 < MI < 2.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷0.90 1.05份、引發(fā)劑0.025 0.035份； 4)所述熔體流動(dòng)指數(shù)2.0 < MI < 3.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷1.05 1.15份、引發(fā)劑0.035 0.045份； 5)當(dāng)所述熔體流動(dòng)指數(shù)3.0 < MI < 4.0時(shí)，按如下重量份數(shù)投料:高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷1.15 1.25份、引發(fā)劑0.045 0.05份。
10.據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能配方的制備方法，其特征在于所述的不飽和硅烷 為乙烯基三甲氧基硅烷，引發(fā)劑為2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧基)己烷，高密度聚乙烯為用于生產(chǎn)25L以下的小中空料，其密度為.0.950-0.964g/cm3、熔融指數(shù)為 0.5-4.0g/10min、分子量為 50000-150000g/mol。
全文摘要
一種用于改進(jìn)高密度聚乙烯ESCR性能的配方及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，它由如下重量組份高密度聚乙烯100份、不飽和硅烷0.5-1.25份、引發(fā)劑0.01-0.05份，三者經(jīng)混合、雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒，干燥4小時(shí)后真空包裝得到。本發(fā)明通過采用上述技術(shù)，將硅烷基團(tuán)引入到聚乙烯分子鏈中并實(shí)現(xiàn)聚乙烯大分子鏈自由基的擴(kuò)鏈，增大聚乙烯分子鏈之間的相互作用力，從而使熔體流動(dòng)指數(shù)MI顯著下降，有利于提高樹脂在成型中的熔體強(qiáng)度，生產(chǎn)出性能更優(yōu)異的產(chǎn)品；另一方面也會(huì)使晶片間的系帶分子濃度增大，提高ESCR性能達(dá)到1000h以上，其構(gòu)思新穎、工藝合理、操作方便、投資小，能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的要求。
文檔編號(hào)C08F255/02GK103087267SQ20131003566
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者夏飛翔, 張偉嬌, 胡波 申請(qǐng)人:浙江偉星新型建材股份有限公司