[發(fā)明專利]高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復合材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102796313A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱懷才;王忠強
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市信諾橡塑工業(yè)有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L77/02;C08L23/08;C08K9/04;C08K3/34;B29B9/06;B29C47/92;B29C49/78
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵;蔡曉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有良好阻隔性能的高分子材料，是一種高密度聚乙烯（HDPE）/聚酰胺11（PA11）積層阻隔納米復合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保意識的增強，高分子材料在包裝領(lǐng)域占有越來越重要的地位，其與金屬和玻璃等傳統(tǒng)包裝材料相比，具有質(zhì)輕、易成型加工、不易破損等優(yōu)點。

通用的包裝材料高密度聚乙烯（HDPE）具有價格低廉、加工性能優(yōu)異，物理及化學性能俱佳，同時對水等極性溶劑具有良好的阻隔性，因此被廣泛應用于包裝材料。雖然高密度聚乙烯對水等極性溶劑有良好的阻隔性能，但是高密度聚乙烯在貯存非極性溶劑（如溶解農(nóng)藥的二甲苯溶劑等）或極性與非極性混合溶劑（如汽油、溶劑型涂料的溶劑、稀釋劑等）時會發(fā)生嚴重的滲漏，這些揮發(fā)性有機化合物（VOC）的滲漏排放會導致環(huán)境受到很大污染，并且高密度聚乙烯對氧氣的阻透性差，這些都限制了這種材料的應用。

聚酰胺11（PA11）是以蓖麻油為原料合成的長碳鏈柔軟聚酰胺，具有高強度、良好的耐熱性、耐磨性，并且它對氧氣、二氧化碳和烴類有機溶劑具有高的阻透性，但其價格高、熔體強度低，難以直接吹塑成型。通過對兩者進行層狀共混，可制得綜合阻隔性強的積層材料，用在包裝領(lǐng)域。

蒙脫土是一種由納米厚度的硅酸鹽片層構(gòu)成的粘土，片層間距為0.96～2.1nm。將蒙脫土通過插層復合的方法填充到高密度聚乙烯/聚酰胺11基體中，實現(xiàn)蒙脫土和基體樹脂在納米尺度上的復合。由于納米小尺寸效應和好的界面粘接，這種復合材料具有優(yōu)異的力學性能和耐熱性，且其阻隔性能及耐候性均有所提高。

制備高阻隔性高分子材料主要有三種方法：

第一種方法是對已成型的容器制品內(nèi)表面進行特殊處理，如進行氟化或磺化處理，提高其對有機溶劑的阻隔性能，如中國專利CN200410083959.2對本方法有所說明。但該表面處理的方法，投資成本高，且氟化劑或磺化劑有毒，對人體和環(huán)境有害。

第二種方法是采用多層共擠出工藝，使容器壁內(nèi)形成多層結(jié)構(gòu)，以提高其阻隔性能，如中國專利CN201020101787.8、CN201020625545.9提供了多層共擠出工藝來生產(chǎn)制品，但該方法工藝復雜，成本高，邊角料回收困難，制薄膜制品容易，制容器困難。

第三種方法是積層共混阻隔的方法，該方法利用基體聚合物、阻隔性聚合物、助劑等共混，配合適當?shù)某尚凸に嚄l件制得產(chǎn)品，可在制品內(nèi)形成多層相互平行、不連續(xù)的阻隔相，能極大地提高制品對有機溶劑的阻隔性能。中國專利CN200610102138.8公布了通過尼龍、乙烯-乙烯醇共聚物、過氧化物動態(tài)硫化共混來制備阻隔材料；CN01106697.0公布了聚乙烯、尼龍、尼龍接枝乙烯-乙烯醇共聚物來制備阻隔材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的采用干燥混合的方法將高密度聚乙烯（HDPE）與改性聚酰胺11（MPA11）進行簡單混合，得到干混物，直接吹塑成所需制品，提供了一種制備工藝簡單、可在普通成型機械上實施的高阻隔性高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復合材料。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下方案：

一種高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復合材料，由以下重量份的原料制備而成：

高密度聚乙烯（HDPE），60～95份；

改性聚酰胺11（MPA11），5～40份；

所述改性聚酰胺11（MPA11）由下列重量份的原料制備而成：

聚酰胺11（PA11），60～95份；

乙烯與丙烯酸類離聚物（M-E/AA），5～40份；

有機蒙脫土（OMMT），1～5份。

在其中一些實施例中，所述乙烯與丙烯酸類離聚物（M-E/AA）為：乙烯與丙烯酸共聚物的鈉鹽（Na-E/AA）、乙烯與丙烯酸共聚物的鋅鹽（Zn-E/AA）、乙烯與甲基丙烯酸共聚物的鈉鹽（Na-E/MAA）、乙烯與甲基丙烯酸共聚物的鋅鹽（Zn-E/MAA）；

其反應方程式為：

其中，R為甲基或氫。

本發(fā)明的另一目的是提供上述高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復合材料的制備方法；

上述高密度聚乙烯/聚酰胺11積層阻隔納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

①、首先，制備改性聚酰胺11（MPA11），制備過程為：

①-1、將上述重量份的聚酰胺11（PA11）和有機蒙脫土（OMMT）在真空烘箱中進行干燥處理，烘箱溫度在80～100℃，干燥4～12小時；