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具有高遮断性的纳米复合材料组合物

阅读:1012发布:2020-10-25

专利汇可以提供具有高遮断性的纳米复合材料组合物专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种具有高遮断性的纳米 复合材料 组合物和由其制备的产品。一种增容剂/插层粘土纳米复合材料和一种具有遮断性的 树脂 /插层粘土纳米复合材料以特定结构分散在聚烯 烃 树脂中。因此,该组合物具有良好的机械强度以及良好的 氧 、 有机 溶剂 和 水 分遮断性。,下面是具有高遮断性的纳米复合材料组合物专利的具体信息内容。

1、一种干混合的纳米复合材料组合物,包括:
40~96重量份聚烯树脂
1~30重量份增容剂/插层粘土纳米复合材料;和0.5~60重量份具有 遮断性的纳米复合材料,该纳米复合材料包括插层粘土和选自包括乙 烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、离子交联聚合物和聚乙烯醇的组的至少一 种具有遮断性的树脂。
2、如权利要求1所述的组合物,其中所述具有遮断性的树脂和插 层粘土在纳米复合材料中的重量比为58.0∶42.0~99.9∶0.1。
3、如权利要求1所述的组合物,其中所述插层粘土为选自包括蒙 脱石、膨润土高岭土母、锂蒙脱石、含氟锂蒙脱石、皂石、贝 得石、绿脱石、镁石、蛭石、多高岭土、铬岭石、锌蒙脱石、水 矽钠石、和斜水矽钠石的组的至少一种化合物。
4、如权利要求1所述的组合物,其中所述插层粘土包含1~45wt% 有机材料。
5、如权利要求4所述的组合物,其中所述有机材料具有选自包括 伯铵到季铵、膦、来酸酯、琥珀酸酯、丙烯酸酯、卞基氢、噁唑啉 和二甲基二硬脂铵的组的至少一种官能团。
6、如权利要求1所述的组合物,其中所述的乙烯-乙烯醇共聚物包 含10~50mol%的乙烯。
7、如权利要求1所述的组合物,其中所述的聚酰胺为尼龙4.6、 尼龙6、尼龙6.6、尼龙6.10、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙 12、尼龙46、MXD6、无定形聚酰胺、含有这些中的至少两种的共聚 合聚酰胺、或者至少上述两种的混合物。
8、如权利要求7所述的组合物,其中所述的无定形聚酰胺的玻璃 化转变温度为约80~130℃。
9、如权利要求7所述的组合物,其中所述的无定形聚酰胺为选自 包括间苯二甲酸/对苯二甲酸的比为99/1~60/40的己撑二胺间苯二甲 酰胺、己撑二胺间苯二甲酰胺/对苯二甲酰胺三元共聚物,2,2,4和2,4,4- 三甲基己撑二胺对苯二甲酰胺的混合物,和己撑二胺或2-甲基戊撑二 胺和间苯二甲酸、对苯二甲酸的共聚物,或其混合物的组。
10、如权利要求9所述的组合物,其中所述的无定形聚酰胺为间 苯二甲酸和对苯二甲酸的比为70∶30的己撑二胺间苯二甲酰胺/对苯 二甲酰胺的三元共聚物。
11、如权利要求1所述的组合物,其中所述的离子交联聚合物的 熔体流动指数在190℃,2160g时为0.1~10g/10min。
12、如权利要求1所述的组合物,其中所述的增容剂为选自包括 乙烯-乙烯酸酐-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸 烷基酯-丙烯酸共聚物、马来酸酐改性的(接枝)高密度聚乙烯、马来酸 酐改性的(接枝)线性低密度聚乙烯、乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-(甲 基)丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、 和马来酸酐改性的(接枝)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的组的一种或多种化 合物。
13、如权利要求1所述的组合物,其中所述的增容剂和插层粘土 在增容剂/插层粘土纳米复合材料中的重量比值为85∶15~99∶1。
14、一种产品,其由权利要求1~13中任一项的纳米材料组合物制 成。
15、如权利要求14所述的产品,其为容器、薄膜、管材或者板材。
16、如权利要求14所述的产品,其通过吹塑法、挤压模塑法、加 压模塑法或喷射模塑法制备。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种干混合纳米复合材料组合物,包括聚烯树脂, 增容剂和插层粘土的纳米复合材料,插层粘土和具有遮断性的树脂的 纳米复合材料,以及以此得到的产品。

背景技术

通用的树脂,像聚乙烯和聚丙烯,因为它们优秀的可塑性、机械 性能、防潮性能而被应用于多个领域。但是,在需要有良好抗化学和 抗性的农业化肥和食物包装或容器方面它们却受到了限制。因此, 这些材料的包装或容器都通过复合挤压、层叠、涂层等制成多层。
乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物和聚酰胺因为它们透明度高和良好的 密封性而被应用于多层的塑料产品。因为这些树脂比通用的树脂要更 贵一些,所以需要一种即使使用少量树脂,也能获得良好遮断性的树 脂组合物。
同时,当纳米级的插层粘土与聚合物基质混合而形成完全剥离, 部分剥离,插层或部分插层的纳米复合材料时,由于其形态而具有增 加的遮断性。因此,出现了用这种纳米复合材料加工成的具有遮断性 的产品。
对于纳米复合材料来说即使模制成型后,保持完全剥离、部分剥 离、插层、或部分插层的形态是重要的,并且完全剥离形态有利于提 遮断性。特别是,当模型制品用纳米复合材料和基质聚合物制备时, 纳米复合材料分散在基质聚合物中的形态对于提高遮断性也同样很重 要。

发明内容

技术方案
本发明提供一种纳米复合材料组合物,其具有良好的机械强度和 优异的氧、有机溶剂分遮断性,其中具有遮断性的纳米复合材料 即使成型后也能维持其剥离形态,并且以特定的结构分散在基质聚合 物中。
本发明还提供了一种由所述纳米复合材料组合物制成的产品。
技术问题
根据本发明的一个技术方案,提供了一种干混合纳米复合材料组 合物,包括:40~96重量份聚烯烃树脂;1~30重量份增容剂/插层粘土 纳米复合材料;和0.5~60重量份包括插层粘土和至少一种具有遮断性 的树脂的具有遮断性的纳米复合材料,所述具有遮断性的树脂选自包 括乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、离子交联聚合物和聚乙烯醇的组。
根据本发明的另一技术方案,提供了一种由所述纳米复合材料组 合物制成的产品。
在本发明的实施方式中,所述产品可以是容器,薄板或薄膜
在本发明另一实施方式中,聚烯烃树脂可以是选自包括高密度聚 乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙 烯-丙烯共聚物、茂金属聚乙烯和聚丙烯的组的至少一种化合物。聚丙 烯可以是选自包括丙烯均聚物,丙烯共聚物,茂金属聚丙烯,和通过 向丙烯均聚物、丙烯共聚物加入滑石粉、阻燃剂等具有改善的物理性 质的复合树脂的组的至少一种化合物。
在本发明又一实施方式中,插层粘土可以包含至少一种材料选自 包括蒙脱石、膨润土高岭土母、锂蒙脱石、含氟锂蒙脱石、皂 石、贝得石、绿脱石、镁石、蛭石、多水高岭土、铬岭石、锌蒙脱 石、水矽钠石(magadiite)和斜水矽钠石(kenyaite)。
在本发明再一实施方式中,聚酰胺可以是尼龙4.6、尼龙6、尼龙 6.6、尼龙6.10、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙46、 MXD6、无定形聚酰胺,含有这些中的至少两种的共聚合聚酰胺、或者 至少上述两种的混合物。
在本发明另一实施方式中,离子交联聚合物熔体流动指数可以为 0.1~10g/10min(190℃,2160g)。
在本发明又一实施方式中,所述助剂可以选自乙烯-乙烯酸酐-丙烯 酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚 物、来酸酐改性的(接枝)高密度聚乙烯、马来酸酐改性的(接枝)线性 低密度聚乙烯、乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-(甲基)丙烯酸共聚物、 乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐改性的(接 枝)乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种化合物。
本发明更详细的解释如下。
根据本发明的实施方式的具有遮断性的干混合纳米复合材料组合 物包括:40~96重量份的聚烯烃树脂;1~30重量份增容剂/插层粘土纳 米复合材料;和0.5~60重量份包括插层粘土和至少一种具有遮断性的 树脂的具有遮断性的纳米复合材料,所述具有遮断性的树脂选自包括 乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、离子交联聚合物和一种聚乙烯醇的组。
聚烯烃树脂可以是选自包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙 烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚乙烯-丙烯共聚物、茂 金属聚乙烯和聚丙烯的组的至少一种化合物。聚丙烯可以是选自包括 丙烯均聚物,丙烯共聚物,茂金属聚丙烯,和通过向丙烯均聚物或共 聚物中加入滑石粉、阻燃剂等具有改善的物理性质的复合树脂的组至 少一种化合物。
聚烯烃树脂的含量优选为40~96重量份,且更优选为70~85重量 份。当聚烯烃树脂的含量少于40重量份时,成型困难;当聚烯烃树脂 的含量大于96重量份时,遮断性较差。
具有遮断性的纳米复合材料可通过混合插层粘土和选自包括 EVOH共聚物、聚酰胺离子交联聚合物和聚乙烯醇(PVA)的组的至 少一种具有遮断性的树脂制备。制得的纳米复合材料具有完全剥离、 部分剥离、插层或部分插层的形态。
插层粘土优选为有机插层粘土。有机材料在插层粘土中的含量优 选为1~45wt%。当有机材料的含量少于1wt%时,插层粘土和具有遮断 性的树脂之间的相容性就会很弱。当有机材料的含量大于45wt%时, 具有遮断性的树脂的插层反应便很困难。
所述有机材料具有选自包括伯胺到季铵、磷、马来酸酯、琥珀酸 酯、丙烯酸酯、苄基氢(benzylic hydrogen)、噁唑啉和二甲基二硬脂 铵(dimethyldistearylammonium)的组的至少一种官能团。
所述插层粘土包括选自蒙脱石、膨润土、高岭土、云母、锂蒙脱 石、含氟锂蒙脱石、皂石、贝得石、绿脱石、硅镁石、蛭石、多水高 岭土铬岭石、锌蒙脱石、水矽钠石(magadiite)、和斜水矽钠石(kenyaitc) 中的至少一种材料;并且所述有机材料具有选自伯铵到季铵、磷、马 来酸酯、琥珀酸酯、丙烯酸酯、卞基氢,噁唑啉和二甲基二硬脂铵的 至少一种官能团。
如果乙烯-乙烯醇共聚物包含在纳米复合材料中,则乙烯-乙烯醇共 聚物的含量优选为10~50mol%。如果乙烯的含量少于10mol%,熔融成 型会由于较差的加工性变得困难;如果乙烯的含量超过50mol%,氧气 和液体遮断性便会不足。
如果聚酰胺包含在纳米组合材料中,则聚酰胺可以是尼龙4.6、尼 龙6、尼龙6.6、尼龙6.10、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙 12、尼龙46、MXD6、无定形聚酰胺、含有这些中的至少两种的共聚 合聚酰胺、或者至少上述两种的混合物。
所述的无定形聚酰胺是指具有不足的结晶度的聚酰胺,也就是说, 当用差示扫描量热法(DSC)(ASTMD-3417,10℃/min)测量时无吸 热晶体熔融峰。
一般来说,聚酰胺可以使用二胺和二羧酸制备。二胺的实例包括 己撑二胺、2-甲基戊撑二胺、2,2,4-三甲基己撑二胺、2,4,4-三甲 基己撑二胺、二(4-基环己基)甲烷、2,2-二(4-氨基环己基)异 亚丙、1,4-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、间二甲苯二胺、1, 5-二氨基戊烷、1,4-二氨基丁烷、1,3-二氨基丙烷、2-乙基二氨基丁 烷、1,4-二氨基甲基环己烷、甲烷-二甲苯二胺、烷基取代的或未取代 的间苯二胺和对苯二胺等。二羧酸的实例包括烷基取代的或未取代的 间苯二甲酸、对苯二酸、己二酸、癸二酸、己二酸等。
用脂肪族二胺和脂肪族二羧酸制备的聚酰胺通常是半晶质聚酰胺 (也称为结晶尼龙),而不是无定形聚酰胺。用芳香族二胺和芳香族二 羧酸制备的聚酰胺采用一般的熔融方法不容易处理。
因此,当所用的二胺和二羧酸中的一个是芳香族而另一个是脂肪 族时,优选制备无定形聚酰胺。无定形聚酰胺的脂族基优选为C1~C15 脂肪族或者C4~C8脂环族烷基。无定形聚酰胺的芳基优选取代的 C1-C6单环或双环芳基。然而,本发明不优选所有的上述无定形聚酰 胺。例如,间二甲苯二胺己二酰胺在热模制工序中加热时或者取向时 易于结晶,因此,不优选。
优选的无定形聚酰胺的实例包括间苯二甲酸/对苯二甲酸的比值为 99/1~60/40的己撑二胺间苯二甲酰胺、己撑二胺间间苯二甲酰胺/间对 苯二甲酰胺三元共聚物,2,2,4和2,4,4-三甲基己撑二胺对间苯二 甲酰胺的混合物,己撑二胺或2-甲基戊撑二胺和间苯二甲酸、对苯二 甲酸的共聚物,或其混合物。当具有高的对苯二酸含量的基于己撑二 胺间苯二甲酰胺/对苯二甲酰胺的聚酰胺是可用的时,其应该与另一种 像2-甲基二氨基戊烷的二胺混合以制备可加工的无定形聚酰胺。
只包括上述单体的上述无定形聚酰胺可以包含少量内酰胺作为共 聚单体,例如己内酰胺或者十二内酰胺。重要的是聚酰胺是无定形 的。因此,可以使用任何不使聚酰胺结晶的共聚单体。大约或少于10wt% 的液体或固体增塑剂也可以包含在无定形聚酰胺中,例如甘油、山梨醇、 或者甲笨酰胺(toluenesulfoneamide)(增塑剂8孟山都(monsanto))。对 于大多数应用,无定形聚酰胺的玻璃化转变温度Tg(干燥状态测量, 即,含水量约0.12wt%或更低)为约70-170℃,优选为约80-160℃。 没有被混合的无定形聚酰胺干燥状态下Tg为约125℃。Tg下限不确定, 但是70℃为近似的下限。Tg的上限也不确定。然而,使用具有约170 ℃或更高Tg的聚酰胺时,热模制困难。所以,聚酰胺中酸和胺都具有 芳基会由于过高的Tg而不能热模制,并因此不适用本发明的目的。
所述聚酰胺也可为半晶质的聚酰胺。半晶质聚酰胺一般由如尼龙6 或尼龙11的内酰胺,或氨基酸制备;或由缩合二胺,例如己撑二胺, 和如琥珀酸、己二酸或者癸二酸的二元酸制备。所述聚酰胺可以是共 聚物或者三元共聚物,例如己撑二胺/己二酸和己内酰胺(尼龙6,66) 的共聚物。也可以使用两种或两种以上晶态聚酰胺的混合物。半品质 和无定形聚酰胺通过本领域公知的缩聚制备。
具有遮断性的树脂和插层粘土在纳米复合材料中的重量比为58.0∶ 42.0~99.9∶0.1,且优选为85.0∶15.0~99.0∶1.0。如果具有遮断性的树 脂和插层粘土的重量比少于58.0∶42.0,插层粘土就会结且难于分 散。如果具有遮断性的树脂和插层粘土的重量比大于99.9∶0.1,遮断 性的提高微不足道。
如果纳米复合材料中包含离子交联聚合物,则离子交联聚合物优 选为熔体流动指数为0.1~10g/分钟(190℃,2160g)的丙烯酸和乙稀的 共聚物。
纳米复合材料的含量优选为0.5~60重量份,且更优选为4~30重量 份。如果纳米复合材料的含量少于0.5重量份,则遮断性的提高微乎其 微。如果纳米复合材料的含量高于60重量份,则难于加工。
插层粘土在纳米复合材料中的具有遮断性的树脂里面剥离越细, 可获得的遮断性就越好。这是因为剥离的插层粘土形成隔离膜,因此 提高了树脂自身的遮断性和机械性能,并最终提高了由该组合物制造 的模制产品的遮断性和机械性能。因此,通过混合具有遮断性的树脂 和插层粘土,并将纳米级插层粘土分散在树脂中,由此最大化聚合物 链和插层粘土的接触面积,而使形成对气体和液体的屏障的能最大 化。
本发明实施方式的纳米复合材料组合物进一步包括增容剂/插层粘 土纳米复合材料。
所述增容剂一般对于聚烯烃树脂和具有遮断性的纳米复合材料都 具有化学亲和力,因此提高了聚烯烃树脂在纳米复合材料中的相容性, 从而形成具有稳定结构的模制品。然而,因为增容剂包含低分子量的 树脂,所以它比聚烯烃树脂和纳米复合材料的遮断性差。因为这个缺 点,有机溶剂或气体能穿透增容剂。在本发明中,插层粘土加入到助 剂中以制备纳米复合材料,因此提高了增容剂的遮断性。
所述的增容剂可以是具有极性基团的烃类聚合物。当使用具有极 性基团的烃类聚合物时,烃类聚合物部分提高了增容剂与聚烯烃树脂 和具有遮断性的纳米复合材料间的亲和力,因此获得了具有稳定结构 的模制品。
所述增容剂可以包括选自环氧改性的聚苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯 酸酐-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸烷基酯-丙 烯酸共聚物、马来酸酐改性的(接枝)高密度聚乙烯、马来酸酐改性的(接 枝)线性低密度聚乙烯、乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-(甲基)丙烯酸 共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐改 性的(接枝)乙烯-醋酸乙烯共聚物,以及其改性物的化合物。
用来形成增容剂/插层粘土纳米复合材料的插层粘土可以与用来制 备具有遮断性的纳米复合材料的插层粘土相同。增容剂/插层粘土纳米 复合材料可以使用下列方法形成。一种方法中,单体插入到有机插层 粘土中,并且粘土片通过夹层聚合分散。这种方法局限性在于,仅当 阳离子聚合可能时,才可用该方法。
另一种方法是热熔混合法,其中熔融聚合物链插入到插层粘土中, 并通过机械混合被剥离。
在本发明中,混合增容剂和插层粘土以将纳米级插层粘土分散在 增容剂中,因此使增容剂和插层粘土的接触面积最大化,从而防止气 体和液体的渗透。
增容剂/插层粘土中增容剂和插层粘土的重量比为85.0∶1 5.0~99.0∶ 1.0。当增容剂和插层粘土的重量比小于85.0∶15.0时,插层粘土就会 结块且分散困难。如果增容剂和插层粘土的重量比大于99.9∶0.1,遮 断性没有明显提高。
增容剂/插层粘土纳米复合材料的含量优选为1~30重量份,且更优 选为3~15重量份。当增容剂/插层粘土纳米复合材料的含量少于1重量 份时,由该组合物制成的模制品的机械性能较差。当增容剂/插层粘土 纳米复合材料的含量多于30重量份时,组合物的模制困难。
当使用环氧改性的聚苯乙烯共聚物作为增容剂时,  优选的共聚物 包括含有70~99重量份的苯乙烯和1~30重量份的由化学式式(1)表 示的环氧化合物的主链,和含有1~80重量份的由化学式(2)表示的 丙烯酸单体的支链。

其中R和R’各独立为C1~C20的脂肪族残基,或者在其末端具 有双键的C5~C20芳香族残基。

各马来酸酐改性的(接枝)高密度聚乙烯、马来酸酐改性的(接枝)线 性低密度聚乙烯、和马来酸酐改性的(接枝)乙烯-醋酸乙烯共聚物基于 100重量份主链,优选包含具有0.1~10重量份马来酸酐的支链。当马 来酸酐的含量少于0.1重量份时,其起不到增容剂的作用。当马来酸酐 的含量高于10重量份时,因为不愉快的气味,也不优选。
本发明的纳米复合材料组合物通过在颗粒混合器中,以固定的组 成比干混合具有遮断性的颗粒状纳米复合材料、增容剂/插层纳米复合 材料和聚烯烃树脂制备。
然后,做成颗粒的纳米复合材料组合物被模制以得到具有遮断性 的产品。
所述模制品可以通过包括吹塑法、挤压模塑法、加压模塑法以及 喷射模塑法的常规模制法制得。
所述具有遮断性的产品可以是容器、薄板、薄膜或者管子。 下文中,通过实施例更详细地描述本发明。下列实施例只是用来加深 对本发明的理解,而不是要限制本发明的范围。
有益效果
由根据本发明实施方式的纳米复合材料组合物制造的产品具有良 好的机械强度和可塑性,以及良好的氧、有机溶剂和水分遮断性。

具体实施方式

实施例
在以下实施例中所用材料如下:
EVOH:E105B(Kuraray,日本)
尼龙6:EN 500(KP化学)
HDPE-g-MAH:增容剂,PB3009(CRAMPTON)
聚烯烃树脂:高密度聚乙烯(BD 0390,LG化学,熔体流动指数: 0.3/10min,密度:0.949g/cm3)
粘土:Closite 30B(SCP)
热稳定剂:IR 1098(Songwon公司)
制备实施例1
(EVOH/插层粘土纳米复合材料的制备)
将97wt%乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH;E-105B(乙烯含量: 44mol%);Kuraray,日本;熔体流动指数:5.5g/10min;密度1.14/cm3) 加入到双螺杆挤塑机(SM Platek共转双螺杆挤塑机;φ40)的主进料 器中。然后,3wt%作为插层粘土的有机蒙脱石(南方插层粘土产品, 美国;C20A)和基于总的100重量份EVOH共聚物与有机蒙脱石的 0.1重量份作为热稳定剂的IR1098分别加入双螺杆挤塑机的侧进料器, 以制备颗粒状EVOH/插层粘土纳米复合材料。挤出温度条件为 180-190-200-200-200-200-200℃,螺杆以300rpm旋转,且排放条件为 40kg/hr。
制备实施例2
(尼龙6/插层粘土纳米复合材料的制备)
将97wt%聚酰胺(尼龙6)加入到双螺杆挤塑机(SM Platek共转 双螺杆挤塑机;φ40)的主进料器中。然后,3wt%作为插层粘土的有机 蒙脱石和基于总的100重量份聚酰胺与有机蒙脱石的0.1重量份作为热 稳定剂的IR 1098分别加入双螺杆挤塑机的侧进料器,以制备颗粒状尼 龙6/插层粘土纳米复合材料。挤出温度条件为 220-225-245-245-245-245-245℃,螺杆以300rpm旋转,且排放条件为 40kg/hr。
制备实施例3
(离子交联聚合物/插层粘土纳米复合材料的制备)
将97wt%离子交联聚合物加入到双螺杆挤塑机(SM Platek共转双 螺杆挤塑机;φ40)的主进料器中。然后,作为插层粘土的3wt%有机 蒙脱石和基于总的100重量份离子交联聚合物与有机蒙脱石的0.1重量 份作为热稳定剂的IR 1098分别加入双螺杆挤塑机的侧进料器,以制备 颗粒状离子交联聚合物/插层粘土纳米复合材料。挤出温度条件为 220-225-245-245-245-245-245℃,螺杆以300rpm旋转,排放条件为 40kg/hr。
制备实施例4
(增容剂/插层粘土纳米复合材料的制备)
将97wt%增容剂加入到双螺杆挤塑机(SM Platek共转双螺杆挤塑 机;φ40)的主进料器中。然后,3wt%作为插层粘土的有机蒙脱石和基 于总的100重量份增容剂与有机蒙脱石的0.1重量份作为热稳定剂的1R 1098分别加入双螺杆挤塑机的侧进料器,以制备颗粒状增容剂/插层 粘土纳米复合材料。挤出温度条件为155-175-175-175-175-175-75℃, 螺杆以300rpm旋转,排放条件为40kg/hr。
实施例1
将制备实施例1中制备的25重量份EVOH纳米复合材料,制备实 施例4中制备的5重量份的增容剂纳米复合材料,和70重量份的HDPE 干混合并加入到吹塑机(SMC-φ60)的主进料器中。在185-195-195-195 ℃的挤出温度条件下,进行吹塑工序,以制备具有遮断性的1000ml的 容器。
实施例2
将制备实施例2中制备的25重量份尼龙6纳米复合材料,制备实 施例4中制备的5重量份的增容剂纳米复合材料,和70重量份的HDPE 在双锥混合器(MYDCM-100,MYEONG WOO MICRON SYSTEM)中 干混合30分钟,并加入到吹塑机(SMC-φ60)的主进料器中。在 195-210-220-220℃的挤出温度条件下,进行吹塑工序以制备具有遮断 性的1000ml的容器。
实施例3
将制备实施例2中制备的25重量份尼龙6纳米复合材料,制备实 施例4中制备的5重量份的增容剂纳米复合材料,和70重量份的HDPE 分别通过带式进料器K-TRON No1、2和3同时加入到吹塑机(SMC- φ60)的主进料器中,并干混合。在195-210-220-220℃的挤出温度条 件下,进行吹塑工序以制备具有遮断性的1000ml的容器。
实施例4
将制备实施例2中制备的4重量份尼龙6纳米复合材料,制备实 施例4中制备的2重量份的增容剂纳米复合材料,和94重量份的HDPE 在双锥混合器(MYDCM-100,MYEONG WOO MICRON SYSTEM)中 干混合30分钟,并加入到吹塑机(SMC-φ60)的主进料器中。在 195-210-220-220℃的挤出温度条件下,进行吹塑工序以制备具有遮断 性的1000ml的容器。
实施例5
将制备实施例2中制备的40重量份尼龙6纳米复合材料,制备实 施例4中制备的20重量份的增容剂纳米复合材料,和40重量份的 HDPE在双锥混合器(MYDCM-100,MYEONG WOO MICRON SYSTEM)中干混合30分钟,并加入到吹塑机(SMC-φ60)的主进料 器中。在195-210-220-220℃的挤出温度条件下,进行吹塑工序以制备 具有遮断性的1000ml的容器。
实施例6
将制备实施例3中制备的25重量份离子交联聚合物纳米复合材 料,制备实施例4中制备的5重量份的增容剂纳米复合材料,和70重 量份的HDPE在双锥混合器(MYDCM-100,MYEONG WOO MICRON SYSTEM)中干混合30分钟,并加入到吹塑机(SMC-φ60)的主进料 器中。在240-265-265-265℃的挤出温度条件下,进行吹塑工序以制备 具有遮断性的1000ml的容器。
比较实施例1
除了不使用作为插层粘土的有机蒙脱石之外,用实施例1同样方 法制备具有遮断性的容器。
比较实施例2
除了不使用作为插层粘土的有机蒙脱石之外,用实施例2同样方 法制备具有遮断性的容器。
比较实施例3
除了不使用作为插层粘土的有机蒙脱石之外,用实施例3同样方 法制备具有遮断性的容器。
试验实施例
a)液体遮断性
将甲苯、Desys除草剂(1%的敌杀死(deltametrine)+乳化剂,稳 定剂,和溶剂;Kyung Nong)、Batsa杀虫剂(50%的BPMC+50%的乳 化剂和溶剂)、和水放入实施例1~6和对比实施例1~3中制备的容器中。 然后,在50℃、强制耗尽(forced exhaust)条件下30天后测量重量变化。 对于甲苯,在室温(23℃)下进一步测量重量变化。
b)气体遮断性(cc/m2天atm)
将实施例1~6和对比实施例1~3中制备的容器在温度23℃和相对 湿度50%条件下单独放置一天。然后,测量气体渗透速率(Mocon OX -TRAN 2/20,美国)。
表1
气体遮断性
 氧气渗透(cm2/m2  24hrs atm) 水分渗透(g/m2 24hrs) 实施例1  7.4  1.14 实施例2  3.2  1.01 实施例3  3.4  1.03 实施例4  13.9  0.99 实施例5  1.84  1.19 实施例6  14.1  1.12 对比实施例1  79.4  1.59 对比实施例2  86.8  1.52 对比实施例3  98.1  2.11
表2
液体遮断性
分类 液体遮断性(%) 25℃下重 50℃下重量变化
量变化  甲苯  甲苯  Desys  Batsa  水 实施例1  0.033  0.413  0.135  0.029  0.0013 实施例2  0.011  0.108  0.081  0.012  0.0015 实施例3  0.015  0.129  0.088  0.015  0.0014 实施例4  0.032  0.275  0.149  0.020  0.0011 实施例5  0.007  0.040  0.031  0.029  0.0019 实施例6  0.042  0.632  0.104  0.094  0.0017 对比实施 例1  0.430  5.993  1.274  0.474  0.0020 对比实施 例2  0.623  6.319  1.532  0.651  0.0031 对比实施 例3  1.125  8.304  1.849  0.847  0.0033
如表1和表2所示,与对比实施例1~3相比,实施例1~6的容器 具有优良的气体和液体遮断性。
尽管本发明已经参照其示例性实施方式具体地说明和描述,但本 领域的普通技术人员应理解,在不偏离由以下权利要求所现定的本发 明思想和范围情况下,可以对其进行各种形式和细节上的改变。
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