[发明专利]一种环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及高分子复合材料领域，具体的涉及一种环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料。

背景技术：

尼龙树脂具有耐油性好、耐低温、耐白蚁、易于加工，机械力学性能好等优点。目前主要应用于汽车油箱和输油管道，随着环保呼声的增大，对油箱和输油管道隔油性能的要求也越来越高。尼龙树脂对氧气、二氧化碳和烃类有机溶剂等都有很好的阻隔性能，但是对湿气很敏感，因此咋使用之前需要进行处理。

目前，制备高阻隔高分子材料方法主要有：(1)磺化、氟化法，可以有效提高材料对气体和溶剂的阻隔性能，且处理时间短，但是设备投资成本高，占地面积大，维护成本高，气体磺化剂有毒；(2)多层共挤，该方法生产时间短，能耗少，成本低，生产环境卫生条件好，不产生三废物质，制品中无残留溶剂，但是造价低，边角料回收困难，制薄膜容易，制容器困难；(3)共混改性，造价低，可利用现有的加工设备，易实现工业化，边角料回收容易，但是共混物需采用增容剂及增容技术，加工工艺参数要求高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料，其阻隔性能好，相容性好，抗冲击性高，耐高温，广泛应用于航空航天领域。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料，以重量份计，包括以下组分：

聚酰胺20-50份，聚乙烯20-30份，

乙烯-丙烯酸共聚物5-10份，

碳纳米管2-5份，催化剂1-3份，

稳定剂2-5份，润滑剂3-6份。

作为上述技术方案的优选，一种环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料，以重量份计，包括以下组分：

聚酰胺35份，聚乙烯30份，

乙烯-丙烯酸共聚物10份，

碳纳米管3份，催化剂2份，

稳定剂5份，润滑剂5份。

作为上述技术方案的优选，所述聚酰胺为PA6，其分子量为20000-23000，密度为1.05-1.25g/cm^-3。

作为上述技术方案的优选，所述碳纳米管，其长径比为3-6:1。

作为上述技术方案的优选，所述催化剂为离子交换树脂。

作为上述技术方案的优选，所述稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、脂肪酸锌、脂肪酸钙中的一种或多种混合。

一种环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳纳米管、浓硝酸溶液，在120-150℃下回流2-3h，过滤，真空干燥，得到羧基化碳纳米管；

(2)将聚酰胺、聚乙烯和乙烯-丙烯酸共聚物，加入到高速混合机中，在8000-10000转/分，温度150-180℃的状态下，混合搅拌20-30min，继续加入步骤(1)得到的羧基化碳纳米管、催化剂、稳定剂、润滑剂，继续搅拌20-50min，得到混合浆料；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料，由双螺杆挤出机挤出造粒后，再经注塑机中注塑成型，得到环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述碳纳米管、浓硝酸的质量比为1:5-10。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述回流的温度为150℃，所述回流的时间为2h。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述挤出造粒的工艺条件为料筒前、中、后部温度分别为260-290℃，250-280℃、230-270℃，螺杆转速为80r/min，机头压力为0.8-2.0MPa，所述注塑成型的条件为：一段250-270℃，二段260-280℃，三段260-290℃，机头温度为260-280℃，注射压力为1.5-3.0MPa。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用共混改性的方法对聚酰胺进行改性，通过添加羧基化碳纳米管、乙烯-丙烯酸共聚物作为增容剂，使得聚酰胺和聚乙烯相容性大大提高，相界面粘结力大大增强，从而阻隔性能得到有效日高；

本制备方法对设备要求不高，成本低，条件温和，易于控制，制备过程中无有毒物质释放，对环境无害。

具体实施方式：

为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种环保型聚乙烯/聚酰胺积层阻隔材料，以重量份计，包括以下组分：

聚酰胺20份，聚乙烯20份，

乙烯-丙烯酸共聚物5份，

碳纳米管2份，催化剂1份，