[发明专利]一种EVOH和PET复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高阻隔复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）复合材料及其制备方法。

背景技术

乙烯-乙烯醇共聚物，简称EVOH，是一种新型高阻隔材料, 其阻气性比PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）高10000倍, 比目前常用的阻隔性材料PVDC(聚偏二氯乙烯) 高数十倍以上，是目前世界所发现的最高级阻隔塑料。EVOH作为包装材料，除了对氧气、二氧化碳等气体具有优异的阻隔性和隔味性外，还具有超强的耐油性、耐有机溶剂性等性能，且由于EVOH无毒、无刺激性气味、环保，因而可应用于食品、药品等领域的包装。但EVOH的成本价格偏高、抗冲击性能较差，从而在一定程度上限制了其使用范围。

通过研究发现，EVOH可以和PE、PA（聚酰胺）、PP、LLDPE（线形低密度聚乙烯）等包装材料混合，实现优势互补，形成具有较好阻隔效果的复合材料，但这些复合材料在抗冲击，透明度和防渗透等各方面的性能上，还尚欠理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种价格实惠，抗冲击性能好，透明度好，阻隔效果更好的乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之乙烯-乙烯醇共聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，由以下重量份数的组分构成：乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）30～50份、硅烷偶联剂1～5份、无水硫酸钙(硫酸钙晶须)10～20份、马来酸酐10～30份、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）30～50份。

进一步，优选方案的复合材料，由以下重量份数的组分构成：乙烯-乙烯醇共聚物40份、无水硫酸钙(硫酸钙晶须)10份、硅烷偶联剂1份、马来酸酐19份、聚对苯二甲酸乙二醇酯30份。

本发明之乙烯-乙烯醇共聚物和聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）备料：按比例称取乙烯-乙烯醇共聚物30～50重量份、硅烷偶联剂1～5重量份、无水硫酸钙10～20重量份、马来酸酐10～30重量份、聚对苯二甲酸乙二醇酯30～50重量份；

（2）无水硫酸钙的表面改性：将硅烷偶联剂溶于无水乙醇和蒸馏水的混合溶液中，其中，硅烷偶联剂、无水乙醇、蒸馏水的质量比为15～25:65～75:5～10；然后，将所述含硅烷偶联剂的混合溶液均匀喷洒于无水硫酸钙表面，室温静置1～3h，再在60～70℃下进行干燥，干燥时间为2～4h；

（3）将乙烯-乙烯醇共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯与马来酸酐置于高混机中共混，室温下，共混20～40min，并静置22h～26h；

（4）将步骤（2）所得干燥改性无水硫酸钙和步骤（3）所得的共混物置于高混机中，室温下，共混20～40min；

（5）将步骤（4）所得混合物通过双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的机头温度为140～190℃，螺杆转速为100～150r/min。

进一步，步骤（3），所述静置时间优选2h，所述干燥温度优选60℃，干燥时间优选为3h。

进一步，步骤（3），所述共混时间优选30min。

进一步，步骤（4），所述共混时间优选30min。

进一步，步骤（5），所述机头温度优选170℃，螺杆转速优选140r/min。

本发明所用无水硫酸钙为硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是一种硫酸钙的纤维状单晶体。由于硫酸钙是无机填料，乙烯-乙烯醇共聚物是高聚物，两者界面相容性差，本发明通过加入硅烷偶联剂，由于硅烷偶联剂分子链上存在亲高聚物的烷基，还存在亲无水硫酸钙的基团，因而能够有效改善聚合物和无水硫酸钙之间的界面相容性，从而提高材料的抗冲击性能。

研究表明，本发明使用的改性硫酸钙晶须具有均匀的横截面和完整的内部结构，这一特征赋予其接近晶体理论值-原子间价键的强度，且化学性质不活泼，具有耐化学药品性和电绝缘性。由于其具有极高的强度，细微的尺寸，易与聚合物粘合，从而可提高与基体的相容性和界面黏结力，当受外力强迫取向时，聚合物的残余应力能很好地传递给硫酸钙晶须，进而提高材料的抗冲击性能，同时提高材料的耐水性和外观白度，并大大降低成本。

本发明所用聚对苯二甲酸乙二醇酯，具有良好的抗冲击性能，耐高、低温性能，对气体和水蒸气渗透率低，隔味性好，无毒、无味、环保，与乙烯-乙烯醇共聚物按一定比例混合，可实现优势互补，并且能对所得物的阻隔性起到良好的协同作用。