一种聚乙烯组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，更具体地，涉及一种聚乙烯组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚乙烯材料是塑料工业中应用广泛的一个材料，在包装、管材、家具等方面有广泛的应用。pe/eva合金属于常用的聚乙烯材料之一，具有良好的柔性。

2、pe/eva合金因其良好的柔性而常用于一些软管领域，比如园林工具中的吹风机或吹雪机的软管。专利cn1138150a就提供了一种pe/eva合金的软管。但是，pe/eva合金有一个明显的缺点，就是其制品容易被磨损，特别是在工作时间长、温度比较高的情况下。

3、此外，pe/eva合金应用于软管领域，在吸尘器中也有涉及。吸尘器在使用的过程中会形成负压，而常规的pe/eva合金管材很容易因负压而变形，进而导致吸尘器吸力不足，影响工作效率。

4、因此，需解决目前pe/eva合金的耐磨性不佳，且存在抗负压变形能力差的问题。

技术实现思路

1、本发明的首要目的是克服目前pe/eva合金的耐磨性不佳，且存在抗负压变形能力差的问题，提供一种聚乙烯组合物。该聚乙烯组合物通过相容剂、聚偏二氟乙烯和特定平均长度的聚酰亚胺纤维的配合，在保持合适弯曲模量的情况下，具有良好的耐磨性和抗负压变形能力。

2、本发明的进一步目的是提供上述聚乙烯组合物的制备方法。

3、本发明的进一步目的是提供上述聚乙烯组合物在制备软管中应用。

4、本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

5、一种聚乙烯组合物，包括如下重量份数的组分：

6、

7、

8、所述聚乙烯组合物中的聚酰亚胺纤维的平均保留长度为0.5～3mm，具体可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.0mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm或3.0mm。

9、本发明中，聚乙烯组合物中的聚酰亚胺纤维的平均保留长度可通过显微镜法测得，具体过程为：对聚乙烯组合物施压并摊薄成薄片，通过显微镜测量薄片一定面积(比如：1cm*1cm)区域内的聚酰亚胺纤维的长度，再求平均值。

10、本发明的发明人通过多次研究发现，在pe/eva合金材料中加入聚偏二氟乙烯，可以赋予聚乙烯组合物一定的刚性，从而有效提高材料的耐磨性，还在一定程度上提高材料的抗负压变形能力。然而聚偏二氟乙烯的加入还会使材料的弯曲模量变高，如果弯曲模量太高，则聚乙烯组合物不再适用于制备软管，因此，聚偏二氟乙烯不能加入过多。

11、发明人进一步研究发现，在加入一定量的聚偏二氟乙烯的基础上，再加入的聚酰亚胺纤维和相容剂，并调控聚酰亚胺纤维平均保留长度，一方面，由于兼顾一定的柔性和刚性，并在相容剂的作用下与低密度聚乙烯很好地混合，进而在保持聚乙烯组合物合适的弯曲模量的情况下提高聚乙烯组合物的耐磨性；另一方面，特定平均保留长度的聚酰亚胺纤维还与聚偏二氟乙烯协同，提高材料的耐磨性能和抗负压变形能力。

12、聚酰亚胺纤维的平均保留长度不能太短，否则难以与聚偏二氟乙烯协同来提高材料的抗负压变形能力，磨耗性能也会有所变差。聚酰亚胺纤维的平均保留长度也不能太长，因为平均保留长度长，意味着其原始长度也很长，材料难以加工成型。

13、即本发明的聚乙烯组合物通过相容剂、聚偏二氟乙烯和特定平均长度的聚酰亚胺纤维的配合，在保持合适弯曲模量的情况下，具有良好的耐磨性和抗负压变形能力。

14、可选地，所述低密度聚乙烯在190℃，2.16kg的条件下测得的熔体流动速率为0.1～5g/10min。

15、本发明中，低密度聚乙烯的熔体流动速率可按照gbt3682-2018测得。

16、优选地，所述低密度聚乙烯的熔体流动速率为1.5～2.4g/10min。

17、低密度聚乙烯在该熔体流动速率范围下，得到的聚乙烯组合物的耐磨性更好，抗负压变形能力也更好。

18、可选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的含量为5～40wt％，乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的含量可通过红外光谱法测得。

19、进一步可选的，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的含量为18～28wt％。

20、优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的含量27～29wt％，选用该醋酸乙烯的含量范围的乙烯-醋酸乙烯共聚物，得到的聚乙烯组合物的耐磨性能更好。

21、优选地，所述聚偏二氟乙烯的d50粒径≤35μm。聚偏二氟乙烯的d50粒径可通过显微镜法测得。

22、本领域常用于调控纤维组分保留长度的手段都可用于调控本发明聚酰亚胺纤维的平均保留长度，比如：选用不同原始长度的聚酰亚胺纤维、挤出机的螺杆转速、聚酰亚胺纤维在挤出机的加入位置等。

23、本领域常用的聚酰亚胺纤维都可用于本发明中，只要满足本发明对聚酰亚胺纤维的平均保留长度的要求即可。

24、通常地，所述聚酰亚胺纤维的横截面为圆形，横截面的平均直径为10～20μm。

25、优选地，所述聚酰亚胺纤维的平均保留长度为0.6～0.8mm，得到的聚乙烯组合物的抗负压性能和耐磨性能都更好。

26、通常地，所述聚酰亚胺纤维与聚偏二氟乙烯的质量比为1:(0.14～2.5)。

27、可选地，所述相容剂为丙烯酸类相容剂、乙二醇二醋酸酯类相容剂或二乙基碳酸酯类相容剂中的至少一种。

28、优选地，所述相容剂为丙烯酸类相容剂。选用丙烯酸类相容剂，得到的聚乙烯组合物的耐磨性更好，抗负压变形能力也更好。

29、可选地，所述其他助剂为抗氧剂或润滑剂中的至少一种。

30、可选地，所述抗氧剂包括但不限于酚类抗氧剂、硫醇类抗氧剂、硫醚类抗氧剂、胺类抗氧剂或有机酸类抗氧剂中的至少一种。

31、可选地，所述润滑剂包括但不限于聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸盐或乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种。

32、优选地，包括如下重量份数的组分：

33、

34、上述聚乙烯组合物的制备方法，包括如下步骤：将各组分混合，熔融挤出，造粒，即得所述聚乙烯组合物。

35、通常地，所述熔融挤出的温度为130～180℃；熔融挤出的挤出机的转速为300～500rpm，螺杆长径比为30～50:1。

36、上述聚乙烯组合物在制备软管中的应用也在本发明的保护范围内。

37、优选地，所述软管为吸尘器的软管。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、本发明的聚乙烯组合物通过相容剂、聚偏二氟乙烯和特定平均长度的聚酰亚胺纤维的配合，在保持合适弯曲模量的情况下，具有良好的耐磨性和抗负压变形能力。

技术特征：

1.一种聚乙烯组合物，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述聚乙烯组合物，其特征在于，所述低密度聚乙烯在190℃，2.16kg的条件下测得的熔体流动速率为0.1～5g/10min。

3.根据权利要求2所述聚乙烯组合物，其特征在于，所述低密度聚乙烯的熔体流动速率为1.5～2.4g/10min。

4.根据权利要求1所述聚乙烯组合物，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯的含量为5～40wt％。

5.根据权利要求1所述聚乙烯组合物，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯的d50粒径≤35μm。

6.根据权利要求1所述聚乙烯组合物，其特征在于，所述相容剂为丙烯酸类相容剂、乙二醇二醋酸酯类相容剂或二乙基碳酸酯类相容剂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述聚乙烯组合物，其特征在于，所述其他助剂为抗氧剂或润滑剂中的至少一种。

8.根据权利要求1所述聚乙烯组合物，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

9.权利要求1～8任一所述聚乙烯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分混合，熔融挤出，造粒，即得所述聚乙烯组合物。

10.权利要求1～8任一所述聚乙烯组合物在制备软管中的应用。

技术总结本发明涉及一种聚乙烯组合物及其制备方法和应用。该聚乙烯组合物包括如下组分：低密度聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、聚酰亚胺纤维、聚偏二氟乙烯和相容剂和其他助剂。该聚乙烯组合物通过相容剂、聚偏二氟乙烯和特定平均保留长度的聚酰亚胺纤维的配合，在保持合适弯曲模量的情况下，具有良好的耐磨性和抗负压变形能力。技术研发人员：杨泽,尹朝清,杨磊,张爽爽,王亚南,周杰,王培武受保护的技术使用者：江苏金发科技新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18