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一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法

阅读：195发布：2024-02-13

专利汇可以提供一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及新型功能材料技术领域，公开了一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，在聚乙烯塑料袋制品合成过程中，通过制备得到的改性粉体与塑料母粒进行熔融共混，所述改性粉料为铁基钛酸镁功能有机复合材料，分散性好，不易团聚，利用其独特的外电子结构以及较强的络合能力，与聚乙烯高分子聚合物亲和性好，在加工过程中实现浸润、相容，克服了现有改性方法中相容性差、改性剂用量多、加工复杂、热稳定性差等劣势，显著提高了聚乙烯塑料袋制品的力学强度。，下面是一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，其特征在于，在聚乙烯塑料袋制品加工过程中，向聚乙烯母粒中添加质量分数占0.064-0.065%的改性粉料进行熔融共混；所述改性粉料为铁基钛酸镁功能有机复合材料，其制备方法包括以下步骤：
（1）称取14.5-14.8克硫酸铁置于烧杯中，在搅拌下向烧杯中加入60-65毫升氢氧化钠水溶液中，持续搅拌30-40分钟得到A混合沉淀物，称取1.0-1.1克顺丁烯二酸溶解于20-25毫升丙酮溶液中，超声分散10-15分钟，加入0.4-0.5克硬质酸钠，搅拌均匀后低温微波处理
20-25秒，得到混合物加入到A混合沉淀物中，加热升温至80-90℃，持续搅拌45-50分钟，静置4-6小时，冷却至室温，使用去离子水洗涤3-5次，置于80-90℃烘箱中干燥5-6小时，得到复合产物研磨成80-100目大小的粉状备用；
（2）称取6.8-7.0克钛酸四丁酯，分散于25-30毫升醋酸中，在搅拌下加入步骤（1）制备得到的粉状产物，同时加入35-40毫升盐酸溶液，置于升温至75-80℃的高速混炼机中混合搅拌10-15分钟，然后加入12-14克硝酸镁水溶液，继续搅拌20-30分钟后将混合物置于反应釜中，控制反应温度为130-140℃，反应时间为16-18小时，反应结束后自然冷却至室温，得到产物进行过滤，依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3-4次，然后置于干燥箱中，在90-100℃下干燥12-15小时，得到粉状产物置于坩埚中，送入马弗炉中煅烧20-30分钟，煅烧温度为
210-220℃，随炉冷却至常温即为所述铁基钛酸镁功能有机复合材料。
2.如权利要求1所述一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，其特征在于，步骤（1）所述低温微波处理中温度为65-70℃，微波功率为400瓦。
3.如权利要求1所述一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，其特征在于，步骤（1）所述氢氧化钠水溶液质量浓度为7.5-8.0%。
4.如权利要求1所述一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，其特征在于，步骤（2）所述醋酸质量浓度为96-98%，杂质为水。
5.如权利要求1所述一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，其特征在于，步骤（2）所述盐酸溶液质量浓度为35-37%。
6.如权利要求1所述一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，其特征在于，步骤（2）所述硝酸镁水溶液质量浓度为22-24%。
7.如权利要求1所述一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，其特征在于，步骤（2）所述制备得到的铁基钛酸镁功能有机复合材料粒径大小在30-150纳米之间。

说明书全文

一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法

技术领域

[0001] 本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法。

背景技术

[0002] 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于~一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。聚乙烯(PE)塑料一种最常见的塑料制品，我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE)。聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。
它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2 ）的发生加成聚合反应而成的。聚乙烯在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体戮度下降，发生变色、出现条纹。

[0003] 聚乙烯塑料袋制品力学性能差以及在使用过程中性能下降较快是导致塑料袋制品寿命缩短的重要原因，加重了塑料回收的难题。随着塑料行业的发展，不断有新型的改性剂对塑料袋制品进行改性，常用的无机填料对聚乙烯塑料进行改性，可改善塑料制品的力学性能，延长其使用寿命。而常见的无机改性粒子如碳酸钙、二氧化硅等，在一定程度上提高了聚乙烯塑料的强度，但由于其结构与聚乙烯的极性相差很大，亲和性极低，造成相容性差，注塑过程中瑕疵品概率增大，报废率增加，限制了其改性作用，并且增加了用量，提高了成本，进一步造成降解负担。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，克服了现有改性方法中相容性差、改性剂用量多、加工复杂、热稳定性差等劣势，显著提高了聚乙烯塑料袋制品的力学强度。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，在聚乙烯塑料袋制品加工过程中，向聚乙烯母粒中添加质量分数占0.064-0.065%的改性粉料进行熔融共混；所述改性粉料为铁基钛酸镁功能有机复合材料，其制备方法包括以下步骤：
（1）称取14.5-14.8克硫酸铁置于烧杯中，在搅拌下向烧杯中加入60-65毫升氢氧化钠水溶液中，持续搅拌30-40分钟得到A混合沉淀物，称取1.0-1.1克顺丁烯二酸溶解于20-25毫升丙酮溶液中，超声分散10-15分钟，加入0.4-0.5克硬质酸钠，搅拌均匀后低温微波处理
20-25秒，得到混合物加入到A混合沉淀物中，加热升温至80-90℃，持续搅拌45-50分钟，静置4-6小时，冷却至室温，使用去离子水洗涤3-5次，置于80-90℃烘箱中干燥5-6小时，得到复合产物研磨成80-100目大小的粉状备用；
（2）称取6.8-7.0克钛酸四丁酯，分散于25-30毫升醋酸中，在搅拌下加入步骤（1）制备得到的粉状产物，同时加入35-40毫升盐酸溶液，置于升温至75-80℃的高速混炼机中混合搅拌10-15分钟，然后加入12-14克硝酸镁水溶液，继续搅拌20-30分钟后将混合物置于反应釜中，控制反应温度为130-140℃，反应时间为16-18小时，反应结束后自然冷却至室温，得到产物进行过滤，依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3-4次，然后置于干燥箱中，在90-100℃下干燥12-15小时，得到粉状产物置于坩埚中，送入马弗炉中煅烧20-30分钟，煅烧温度为
210-220℃，随炉冷却至常温即为所述铁基钛酸镁功能有机复合材料。

[0006] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述低温微波处理中温度为65-70℃，微波功率为400瓦。

[0007] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钠水溶液质量浓度为7.5-8.0%。

[0008] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述醋酸质量浓度为96-98%，杂质为水。

[0009] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液质量浓度为35-37%。

[0010] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述硝酸镁水溶液质量浓度为22-24%作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述制备得到的铁基钛酸镁功能有机复合材料粒径大小在30-150纳米之间。本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有的用于聚乙烯改性的无机填料由于其结构与聚乙烯的极性相差很大，亲和性极低，造成相容性差，限制了其改性作用的问题，本发明提供了一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，在聚乙烯塑料袋制品合成过程中，通过制备得到的改性粉体与塑料母粒进行熔融共混，所述改性粉料为铁基钛酸镁功能有机复合材料，分散性好，不易团聚，利用其独特的外电子结构以及较强的络合能力，与聚乙烯高分子聚合物亲和性好，在加工过程中实现浸润、相容，克服了现有改性方法中相容性差、改性剂用量多、加工复杂、热稳定性差等劣势，显著提高了聚乙烯塑料袋制品的力学强度，本发明采用的提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法解决了现有的用于聚乙烯改性的无机填料由于其结构与聚乙烯的极性相差很大，亲和性极低，造成相容性差，限制了其改性作用的问题，提高了聚乙烯塑料袋制品的机械力学性能和实用价值，延长了聚乙烯塑料袋制品的使用寿命，为聚乙烯塑料制品的开发提供了新的思路和方向，提高了有机-无机复合材料的开发利用，能够实现促进聚乙烯塑料袋制品技术行业的发展，提高在建筑、生物、节能环保等领域的应用价值的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。

具体实施方式

[0011] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

[0012] 实施例1一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，在聚乙烯塑料袋制品加工过程中，向聚乙烯母粒中添加质量分数占0.064%的改性粉料进行熔融共混；所述改性粉料为铁基钛酸镁功能有机复合材料，其制备方法包括以下步骤：
（1）称取14.5克硫酸铁置于烧杯中，在搅拌下向烧杯中加入60毫升氢氧化钠水溶液中，持续搅拌30分钟得到A混合沉淀物，称取1.0克顺丁烯二酸溶解于20毫升丙酮溶液中，超声分散10分钟，加入0.4克硬质酸钠，搅拌均匀后低温微波处理20秒，得到混合物加入到A混合沉淀物中，加热升温至80℃，持续搅拌45分钟，静置4小时，冷却至室温，使用去离子水洗涤3次，置于80℃烘箱中干燥5小时，得到复合产物研磨成80-100目大小的粉状备用；
（2）称取6.8克钛酸四丁酯，分散于25毫升醋酸中，在搅拌下加入步骤（1）制备得到的粉状产物，同时加入35毫升盐酸溶液，置于升温至75℃的高速混炼机中混合搅拌10分钟，然后加入12克硝酸镁水溶液，继续搅拌20分钟后将混合物置于反应釜中，控制反应温度为130℃，反应时间为16小时，反应结束后自然冷却至室温，得到产物进行过滤，依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3次，然后置于干燥箱中，在90℃下干燥12小时，得到粉状产物置于坩埚中，送入马弗炉中煅烧20小时，煅烧温度为210℃，随炉冷却至常温即为所述铁基钛酸镁功能有机复合材料。

[0013] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述低温微波处理中温度为65℃，微波功率为400瓦。

[0014] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钠水溶液质量浓度为7.5%。

[0015] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述醋酸质量浓度为96%，杂质为水。

[0016] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液质量浓度为35%。

[0017] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述硝酸镁水溶液质量浓度为22%作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述制备得到的铁基钛酸镁功能有机复合材料粒径大小在30-150纳米之间。

[0018] 实施例2一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，在聚乙烯塑料袋制品加工过程中，向聚乙烯母粒中添加质量分数占0.0645%的改性粉料进行熔融共混；所述改性粉料为铁基钛酸镁功能有机复合材料，其制备方法包括以下步骤：
（1）称取14.6克硫酸铁置于烧杯中，在搅拌下向烧杯中加入62毫升氢氧化钠水溶液中，持续搅拌35分钟得到A混合沉淀物，称取1.05克顺丁烯二酸溶解于22毫升丙酮溶液中，超声分散12分钟，加入0.45克硬质酸钠，搅拌均匀后低温微波处理22秒，得到混合物加入到A混合沉淀物中，加热升温至85℃，持续搅拌48分钟，静置5小时，冷却至室温，使用去离子水洗涤4次，置于85℃烘箱中干燥5.5小时，得到复合产物研磨成80-100目大小的粉状备用；
（2）称取6.9克钛酸四丁酯，分散于28毫升醋酸中，在搅拌下加入步骤（1）制备得到的粉状产物，同时加入38毫升盐酸溶液，置于升温至78℃的高速混炼机中混合搅拌12分钟，然后加入13克硝酸镁水溶液，继续搅拌25分钟后将混合物置于反应釜中，控制反应温度为135℃，反应时间为17小时，反应结束后自然冷却至室温，得到产物进行过滤，依次使用去离子水和无水乙醇洗涤3-4次，然后置于干燥箱中，在95℃下干燥13小时，得到粉状产物置于坩埚中，送入马弗炉中煅烧25分钟，煅烧温度为215℃，随炉冷却至常温即为所述铁基钛酸镁功能有机复合材料。

[0019] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述低温微波处理中温度为68℃，微波功率为400瓦。

[0020] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钠水溶液质量浓度为7.8%。

[0021] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述醋酸质量浓度为97%，杂质为水。

[0022] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液质量浓度为36%。

[0023] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述硝酸镁水溶液质量浓度为23%作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述制备得到的铁基钛酸镁功能有机复合材料粒径大小在30-150纳米之间。

[0024] 实施例3一种提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法，在聚乙烯塑料袋制品加工过程中，向聚乙烯母粒中添加质量分数占0.065%的改性粉料进行熔融共混；所述改性粉料为铁基钛酸镁功能有机复合材料，其制备方法包括以下步骤：
（1）称取14.8克硫酸铁置于烧杯中，在搅拌下向烧杯中加入65毫升氢氧化钠水溶液中，持续搅拌40分钟得到A混合沉淀物，称取1.1克顺丁烯二酸溶解于25毫升丙酮溶液中，超声分散15分钟，加入0.5克硬质酸钠，搅拌均匀后低温微波处理25秒，得到混合物加入到A混合沉淀物中，加热升温至90℃，持续搅拌50分钟，静置6小时，冷却至室温，使用去离子水洗涤5次，置于90℃烘箱中干燥6小时，得到复合产物研磨成80-100目大小的粉状备用；
（2）称取7.0克钛酸四丁酯，分散于30毫升醋酸中，在搅拌下加入步骤（1）制备得到的粉状产物，同时加入40毫升盐酸溶液，置于升温至80℃的高速混炼机中混合搅拌15分钟，然后加入14克硝酸镁水溶液，继续搅拌30分钟后将混合物置于反应釜中，控制反应温度为140℃，反应时间为18小时，反应结束后自然冷却至室温，得到产物进行过滤，依次使用去离子水和无水乙醇洗涤4次，然后置于干燥箱中，在100℃下干燥15小时，得到粉状产物置于坩埚中，送入马弗炉中煅烧30分钟，煅烧温度为220℃，随炉冷却至常温即为所述铁基钛酸镁功能有机复合材料。

[0025] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述低温微波处理中温度为70℃，微波功率为400瓦。

[0026] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氢氧化钠水溶液质量浓度为8.0%。

[0027] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述醋酸质量浓度为98%，杂质为水。

[0028] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述盐酸溶液质量浓度为37%。

[0029] 作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述硝酸镁水溶液质量浓度为24%作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述制备得到的铁基钛酸镁功能有机复合材料粒径大小在30-150纳米之间。

[0030] 对比例1与实施例1的区别仅在于，省略所述铁基钛酸镁功能有机复合材料作为改性粉料的添加，使用等量的纳米氧化铁代替，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，所述改性粉料制备中，省略步骤（1）所述产物的制备添加，其余保持一致。

[0031] 对比例3与实施例3的区别仅在于，所述改性粉料制备中，省略步骤（1）所述顺丁烯二酸以及硬质酸钠的添加，其余保持一致。

[0032] 对比例4与实施例3的区别仅在于，所述改性粉料制备中，省略步骤（2）所述产物的制备添加，其余保持一致。

[0033] 对比例5与实施例3的区别仅在于，所述改性粉料制备中，省略步骤（2）所述硝酸镁水溶液添加，其余保持一致。
对比例6
与实施例3的区别仅在于，所述改性粉料制备中，步骤（2）中反应温度为120℃，反应时间为20小时，煅烧温度为200℃，煅烧时间为40分钟，其余保持一致。

[0034] 对比实验分别使用实施例1-3和对比例1-6的方法提高聚乙烯塑料袋制品强度性能，以使用纳米二氧化硅（添加量为塑料母粒质量的0.10%）作为力学增强剂的方法作为对照组，进行造粒挤塑，将各组制备得到的粒料注塑成立方体标准试样，尺寸为50毫米×30毫米×5毫米，在相同的试验条件下对各组试样进行力学强度性能测试，数据达到稳定时，采集具有代表性的数据，所得实验数据为各组5份具有代表性的样品的平均值，保持试验中无关变量一致，统计有效平均值，结果如下表所示：
（测试方法：拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别按照GB/T 1040.1-2006、GB/T 9341-
2000、GB/T 1043-1993）
本发明采用的提高聚乙烯塑料袋制品强度性能的方法解决了现有的用于聚乙烯改性的无机填料由于其结构与聚乙烯的极性相差很大，亲和性极低，造成相容性差，限制了其改性作用的问题，提高了聚乙烯塑料袋制品的机械力学性能和实用价值，延长了聚乙烯塑料袋制品的使用寿命，为聚乙烯塑料制品的开发提供了新的思路和方向，提高了有机-无机复合材料的开发利用，能够实现促进聚乙烯塑料袋制品技术行业的发展，提高在建筑、生物、节能环保等领域的应用价值的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。

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