專利名稱：一種低密度聚乙烯組合物及其管材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚烯烴組合物，特別涉及到低密度聚乙烯與高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯/α-烯烴共聚物的組合物及其管材和加工制造方法。
低密度聚乙烯是一種用途廣泛的高分子，可用于制造薄膜、管材、泡沫材料和各種注塑制品。低密度聚乙烯制造的管材耐沖擊性和耐應(yīng)力開裂性較好，但是剛性低、強(qiáng)度差，用它制造的輸水管材，如滴灌、滲灌軟管的管壁較厚，制造成本較高。
在專利CN 1038661中，斯塔米卡本公司的弗朗西斯卡斯等人為制造強(qiáng)度高的低密度聚乙烯發(fā)泡材料，將少量線性低密度聚乙烯與低密度聚乙烯共混，以提高低密度聚乙烯的剛性。但是低密度聚乙烯和這種組合物均沒有足夠的剛性，不能用于制造薄壁的滴灌、滲灌軟管。
在發(fā)明專利CN 98124544.7(一種滴水灌溉器)和CN 98124543.9(一種防堵塞滲水灌溉方法和裝置)中均涉及到制造節(jié)水灌溉系統(tǒng)，但是對節(jié)水灌溉系統(tǒng)中必需的塑料管材未作詳盡的闡述。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中低密度聚乙烯組合物剛性差、強(qiáng)度低的缺點，提供一種低密度聚乙烯組合物，該組合物具有均衡的剛性和沖擊性能，同時具有優(yōu)良的加工性能，可用以制造薄壁的灌溉用管材。
本發(fā)明以低密度聚乙烯為主要成分，適量添加高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯/α-烯烴共聚物和助劑，提高低密度聚乙烯組合物的剛性和聚乙烯管材性能。本發(fā)明的一種低密度聚乙烯管材適用于節(jié)水灌溉系統(tǒng)，包括低壓輸水管道和滴灌、滲灌等微灌管材。
本發(fā)明提供一種低密度聚乙烯組合物，該組合物包括以下組份和含量(重量百分?jǐn)?shù))低密度聚乙烯60-98，高密度聚乙烯0.5-20，聚丙烯0.5-20，乙烯/α-烯烴共聚物0-20，余量為助劑。
本發(fā)明組合物中低密度聚乙烯的熔體流動指數(shù)(Melt Flow Index，MFI)為0.1-50g/10min(按GB 3682-83進(jìn)行，190℃，2.16kg)。它是按通常方式在一種或多種自由基引發(fā)劑存在下用高壓法生產(chǎn)的。在組合物中低密度聚乙烯的用量為60-98％。
本發(fā)明組合物中高密度聚乙烯的密度為0.941-0.975g/cm3，它是按通常方式用低壓法生產(chǎn)的。它可以是均聚物，也可以是與丙烯、丁烯-1、己烯-1、辛烯-1或4-甲基戊烯-1的共聚物。在組合物中，高密度聚乙烯的用量為0.5-20％。
本發(fā)明組合物中的聚丙烯，包括聚合級聚丙烯均聚物、丙烯與乙烯的共聚物、化學(xué)降解聚丙烯，也可以是聚丙烯組合物(如CN 1068580所述)。在組合物中，聚丙烯的用量為0.5-20％。
本發(fā)明組合物中的乙烯/α-烯烴共聚物，其密度為0.860-0.915g/cm3。α-烯烴是指C3-C20的α-烯烴，如丙烯、丁烯-1、己烯-1、辛烯-1或4-甲基戊烯-1等，最好為辛烯-1。在組合物中，乙烯/α-烯烴共聚物的用量為0-20％。
本發(fā)明的一種低密度聚乙烯組合物中還包括穩(wěn)定劑、流動改性劑、著色劑、分散劑等各種助劑。例如，Ciba-Geigy公司的Irgafos 168(三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯)，Irganox 1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)，Tinuvin 622(丁二酸與(4-羥基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物)，Chimassorb944(聚-{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亞氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞氨基})等受阻酚或受阻胺類光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑，這些穩(wěn)定劑可以單獨或復(fù)合使用，在組合物中的添加量分別為樹脂重量的0.01-0.8％。流動改性劑為硬脂酸、硬脂酸鈣、長鏈烷基脂肪酰胺等，這些流動改性劑可以單獨或復(fù)合使用，添加量為樹脂重量的0.01-0.5％。著色劑可以用色粉或色母粒的形式加入，本發(fā)明優(yōu)選用炭黑或炭黑母粒，用量為樹脂重量的0-5％，較佳用量為0.5-4％。分散劑主要用于色粉或炭黑的分散，可以是聚乙烯蠟、氯化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟等，其用量與著色劑的用量相當(dāng)。各種助劑的添加總量為樹脂重量的0.1-10％。
本發(fā)明提供了一種低密度聚乙烯管材的制造方法，即將低密度聚乙烯60-98(重量百分?jǐn)?shù))、高密度聚乙烯0.5-20、聚丙烯0.5-20、乙烯/α-烯烴共聚物0-20、助劑0.1-10在預(yù)混合設(shè)備中混合均勻，然后加入熔融混合設(shè)備(單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、雙輥混煉機(jī)等)進(jìn)行混合，將這種組合物經(jīng)擠出成型制成壁厚為0.1-10mm的薄壁管材。熔融混合溫度為140-220℃，擠出成型溫度為140-200℃。這種管材適用于節(jié)水灌溉系統(tǒng)，包括低壓輸水管道和滴灌、滲灌等微灌管材。
本發(fā)明的低密度聚乙烯管材具有優(yōu)良的物理性能和使用性能。具體地說，本發(fā)明涉及一種包含較多量低密度聚乙烯、較少量高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯/α-烯烴共聚物和包括穩(wěn)定劑、流動改性劑、著色劑、分散劑等助劑的低密度聚乙烯組合物，該組合物具有良好的物理性質(zhì)和擠出加工性，通過將該組合物連續(xù)擠出制造低密度聚乙烯管材，所制成的管材具有均衡的剛性和抗沖擊性，優(yōu)良的防老化性能，較長的使用壽命。這種管材適用于節(jié)水灌溉系統(tǒng)，包括低壓輸水管道和滴灌、滲灌等微灌管材。
本發(fā)明的內(nèi)容范圍可以通過下列實施例進(jìn)一步補(bǔ)充解釋，但是不能認(rèn)為本發(fā)明僅僅限于這些實施例。
在下述實施例中，除炭黑外，其它助劑及用量為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.1％，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.1％，聚-{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亞氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞氨基}0.2％，硬脂酸0.3％，聚乙烯蠟0.5％。實施例1稱取低密度聚乙烯(MFI為1g/10min)2800g、高密度聚乙烯(密度為0.954g/cm3)800g、聚丙烯800g、炭黑160g及各種助劑置于高速攪拌機(jī)中混合均勻，然后在SLF-35B型雙螺桿擠出機(jī)上于140-170℃的溫度(料筒溫度為140-170℃，機(jī)頭溫度為165℃)下進(jìn)行熔融共混、擠出造粒。粒料烘干后，在管材擠出機(jī)組上于140-170℃的溫度下進(jìn)行管材擠出，所得管材直徑為100mm，壁厚10mm，外觀光滑，回彈性好。實施例2稱取低密度聚乙烯(MFI為7g/10min)2800g、高密度聚乙烯(密度為0.964g/cm3)400g、聚丙烯600g、乙烯/辛烯-1共聚物(密度為0.863g/cm3)200g、炭黑80g及各種助劑置于低速攪拌機(jī)中混合均勻，而后管材擠出機(jī)組上于140-200℃的溫度下進(jìn)行管材擠出，所得管材直徑為12mm，壁厚0.5mm，外觀光滑，回彈性好。實施例3稱取低密度聚乙烯(MFI為7g/10min)2700g、高密度聚乙烯(密度為0.954g/cm3)800g、聚丙烯200g、乙烯/辛烯-1共聚物(密度為0.885g/cm3)300g、炭黑40g及各種助劑置于高速攪拌機(jī)中混合均勻，而后在SLF-35B型雙螺桿擠出機(jī)上于140-200℃的溫度(料筒溫度為140-200℃，機(jī)頭溫度為195℃)下進(jìn)行熔融共混、擠出造粒。粒料烘干后，在管材擠出機(jī)組上于140-200℃的溫度下進(jìn)行管材擠出，所得管材直徑為12mm，壁厚0.25mm，外觀光滑，回彈性好。實施例4
稱取低密度聚乙烯(MFI為1g/10min)3000g、高密度聚乙烯(密度為0.954g/cm3)200g、聚丙烯700g、乙烯/丙烯共聚物(密度為0.908g/cm3)100g、炭黑120g及各種助劑置于高速攪拌機(jī)中混合均勻，而后在SLF-35B型雙螺桿擠出機(jī)上進(jìn)行熔融共混、擠出造粒。粒料烘干后，在管材擠出機(jī)組上于140-190℃的溫度下進(jìn)行管材擠出，所得管材直徑為10mm，壁厚0.15mm，外觀光滑，回彈性好。實施例5稱取低密度聚乙烯(MFI為1g/10min)3700g、高密度聚乙烯(密度為0.945g/cm3)100g、聚丙烯150g、乙烯/丁烯-1共聚物(密度為0.913g/cm3)50g、炭黑100g及各種助劑置于高速攪拌機(jī)中混合均勻，而后在管材擠出機(jī)組上于140-180℃的溫度下進(jìn)行管材擠出，所得管材直徑為12mm，壁厚0.85mm，外觀光滑，回彈性好。實施例6稱取低密度聚乙烯(MFI為1g/10min)3700g、高密度聚乙烯(密度為0.945g/cm3)100g、聚丙烯150g、乙烯/己烯-1共聚物(密度為0.900g/cm3)50g、炭黑100g及各種助劑置于高速攪拌機(jī)中混合均勻，而后在管材擠出機(jī)組上于140-180℃的溫度下進(jìn)行管材擠出，所得管材直徑為12mm，壁厚0.85mm，外觀光滑，回彈性好。實施例7稱取低密度聚乙烯(MFI為1g/10min)3700g、高密度聚乙烯(密度為0.945g/cm3)100g、聚丙烯150g、乙烯/4-甲基戊烯-1共聚物(密度為0.895g/cm3)50g、炭黑100g及各種助劑置于高速攪拌機(jī)中混合均勻，而后在管材擠出機(jī)組上于140-180℃的溫度下進(jìn)行管材擠出，所得管材直徑為12mm，壁厚0.85mm，外觀光滑，回彈性好。
權(quán)利要求
1.一種低密度聚乙烯組合物，其特征在于所述的組合物包括如下組份和含量(重量百分?jǐn)?shù))低密度聚乙烯60-98，高密度聚乙烯0.5-20，聚丙烯0.5-20，乙烯/α-烯烴共聚物0-20，余量為助劑，上述低密度聚乙烯的熔體流動指數(shù)為0.1-50g/10min，上述高密度聚乙烯的密度為0.941-0.975g/cm3，上述乙烯/α-烯烴共聚物的密度為0.860-0.915g/cm3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低密度聚乙烯組合物，其特征在于所述的乙烯/α-烯烴共聚物中的α-烯烴為丙烯、丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、辛烯-1或4-甲基戊烯-1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低密度聚乙烯組合物，其特征在于所述的乙烯/α-烯烴共聚物中的α-烯烴為辛烯-1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低密度聚乙烯組合物，其特征在于所述的助劑包括以下組份和含量(相對于樹脂總量的重量百分?jǐn)?shù))光熱穩(wěn)定劑0.01-0.8，流動改性劑0.01-0.5，著色劑0-5，分散劑0-5。
5.一種低密度聚乙烯管材，其特征在于將低密度聚乙烯60-98(重量百分?jǐn)?shù))、高密度聚乙烯0.5-20、聚丙烯0.5-20、乙烯/α-烯烴共聚物0-20、助劑0.1-10放入物料預(yù)混合設(shè)備中，混合均勻，形成混合物；將形成的混合物放入擠出機(jī)，在140-220℃的溫度條件下使物料熔融混合均勻；熔融混合均勻的物料經(jīng)成型機(jī)頭在140-200℃擠出，冷卻定型制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低密度聚乙烯管材，其特征在于所述的管材壁厚為0.1-10mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低密度聚乙烯組合物及其管材和制造方法。該組合物由低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯/α－烯烴共聚物以適當(dāng)?shù)谋壤旌?添加適量助劑(如穩(wěn)定劑、流動改性劑、分散劑、著色劑等)制成。采用該組合物通過熔融擠出可實現(xiàn)管材的薄壁化,管材的壁厚在0.1—10mm之間,適用于節(jié)水灌溉系統(tǒng)所用的管材,包括低壓輸水管道和滴灌、滲灌等微灌管材。
文檔編號B29D23/00GK1247878SQ99119649
公開日2000年3月22日 申請日期1999年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月4日
發(fā)明者馮威, 王篤金, 胡先波, 劉學(xué)新, 趙瑩, 楊勇, 徐端夫 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所