專利名稱：活性片狀金屬鋁、無機粉體,聚烯烴復合阻氧材料的配制和管材的制作的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明阻隔材料具有良好的阻隔、增強、增韌、耐紫外線、抗老化多種功能。主要用于制作建筑領域冷、熱水、采暖、空調(diào)系統(tǒng)各種阻氧管材的阻氧材料。
本發(fā)明材料主要特性具有高阻隔性，可與高分子聚合樹脂作為多層共擠層體的中間阻氧層，也可用于制造具有耐水性、耐油性、溶劑阻隔性、防潮濕、阻氣性的瓶、片材成型物和容器。

背景技術(shù)：
阻隔材料就是具有阻止氣體分子通過特性的材料.目前EVOH樹脂(乙烯-乙烯醇共聚物)是一種公知的阻隔材料，廣泛用于軟硬食品、調(diào)味汁、番茄醬、肉類、茶葉、化妝品包裝領域。
任何材料都有其適用性，EVOH樹脂在相對濕度較低的條件下，阻隔性僅次于鋁箔。但是由于EVOH樹脂分子鍵上含有極性官能基，很容易與環(huán)境中的水分子結(jié)合，所以濕敏性強易吸濕，EVOH樹脂吸濕后阻隔性能急劇下降，為克服EVOH樹脂大量吸濕后阻隔性能失效的弊端，目前食品包裝行業(yè)將多層隔濕塑料膜復合的方法將EVOH阻隔層夾在隔濕膜中間，以減少吸濕，延長阻隔有效期。盡管采取隔濕膜多層復合也只能延長包裝物儲存壽命18個月左右。
目前，由于在專用阻隔材料選擇方面受限，塑料管材行業(yè)一般均將EVOH樹脂優(yōu)良阻隔特性轉(zhuǎn)移到冷、熱水、采暖、空調(diào)系統(tǒng)阻氧管材的阻氧層材料，以使管材具備阻氧功能。
但EVOH樹脂只有在常溫干燥環(huán)境條件下才能發(fā)揮其優(yōu)良的阻氧特性，一旦隨溫度的升高或濕度的增大阻隔性能都會迅速下降，溫度從20℃升高到60℃透過系數(shù)可增大12倍，濕度由20％RH升高到80％RH透過系數(shù)可增大10倍，因此塑料管材行業(yè)在冷、熱水、采暖、空調(diào)系統(tǒng)阻氧管制作中. 另由于EVOH樹脂分子結(jié)構(gòu)帶有極性官能基，而管材基料不帶，所以兩種材料不相融，因此，使用時必須采用熱融膠聚乙烯接技酸酐作為粘合劑，將EVOH樹脂粘合到管材的表面、內(nèi)層或中間。一般阻氧層與阻氧層兩側(cè)熱融膠總厚度只有0.015-0.020mm，所以管材制作時對設備的精度和工藝要求非常嚴格，生產(chǎn)過程控制難度大，由此不可避免造成EVOH阻氧層、熱融膠粘結(jié)層厚度及厚度偏差大而不均，以及EVOH阻氧層、熱融膠粘結(jié)層缺料現(xiàn)象，一旦缺料也會造成阻氧管力學性能和阻氧效果下降，致使管材不能達到長期有效阻氧的預期效果。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的阻隔材料具有高阻隔性能，管材基料與阻氧層不需熱溶膠粘和即可與管材基料融為一體形成管材基料與阻氧層間的分子鍵合，同時克服溫度或濕度升高對其阻隔性能的影響。
本發(fā)明阻隔材料可以用做結(jié)構(gòu)阻氧層使用，也可以共混到管材基料中使用，不影響力學性能的同時，還可以提高基礎材料的沖擊強度、耐紫外線穿透、耐老化、、耐熱性等性能，同時降低了膨脹系數(shù)。

具體實施例方式 利用金屬鋁的致密性與多元無機微粒粉體協(xié)同作用，使聚烯烴材料的晶粒細化，致密性提高，利用高分子化學和物理方法的雙重效應使發(fā)明材料具有高阻隔性能。即利用具有一定特性的片狀金屬鋁、多元無機微粒粉體為核，以載體樹脂為殼，適量加入助劑(分散劑、偶聯(lián)劑)、做成高阻隔材料母粒。這一環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是解決片狀金屬鋁、無機微粒粉體和的表面處理及其與載體樹脂的合理包覆，然后在造粒過程中通過擠出性反應，使片狀金屬鋁、無機微粒粉體表面基團與載體樹脂形成化學鍵的結(jié)合，制作管材時，高阻隔材料母粒與管材基礎樹脂混合熔融制作過程中，包覆了載體樹脂的片狀金屬鋁、無機微粒粉體、迅速擴散到管材基料中，形成均相分布。在這種狀態(tài)下，片狀金屬鋁、無機微粒粉體、、載體樹脂和管材基料間在良好相融的前提下，產(chǎn)生界面間的結(jié)合，阻隔材料的微晶和片狀金屬鋁晶片沿管壁方向取向，取向過程片晶得到高度層化，又因片狀金屬鋁的致密性和重疊排列的緊密性、在阻隔材料中形成了多層金屬鋁箔效應，由于片晶的高度層化和片狀金屬鋁層化后的鋁箔協(xié)同作用，因而材料得到高分子化學和物理的雙重效應，形成具有金屬特性和金屬氣密性、穩(wěn)定性的物理屏障又因?qū)踊较蚺c氧分子滲透方向垂直，因此阻塞了分子間隙，有效阻斷氧分子的滲透，又因多元材料之間已形成核——殼結(jié)構(gòu)和互穿網(wǎng)絡。所以當材料受到外力時，這種結(jié)構(gòu)可有效吸收、傳遞和緩解外力的破壞，從而管材具有高的阻氧特以及增強、增韌、防止紫外線穿透多重功效，防止了管材老化，提高管材的使用壽命。發(fā)明材料可以解決目前管材行業(yè)沒有使用方便，穩(wěn)定、長效、高阻隔性能的管材專用阻氧材料，具有很大社會效益。
權(quán)利要求
一種含片狀金屬鋁、無機粉體和聚烯烴復合的高阻隔性材料，其原料包括以下組分及含量(重量份)片狀金屬鋁0.1-20、無機粉體0.1-30、聚烯烴50-100、其它助劑0.01-20。其中，片狀金屬鋁是微米級或納米級的一種，無機粉體是納米級或微米級片狀或粒狀的硅灰石、蒙脫土、滑石粉、碳酸鈣、云母粉、高嶺土、有機化層狀硅酸鹽及二氧化硅的一種或一種以上，聚烯烴是；聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯的一種，該材料與聚烯烴復合后，具有良好的阻隔、增強、增韌、耐紫外線、抗老化等功能。主要用于制作建筑領域冷、熱水、采暖、空調(diào)系統(tǒng)的各種阻氧管材的阻氧材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種主要用于建筑領域冷、熱水、采暖、空調(diào)系統(tǒng)阻氧管材的高阻隔性材料。該材料利用高分子化學和物理協(xié)同作用，阻隔性能極大提高，阻隔性不會因溫度、濕度影響而下降，相融性好，可與管材基料形成化學鍵合，克服了目前EVOH阻隔材料必須用熱溶膠才能與管材基料粘和的弊端。該材料還有增強、增韌、防紫外線、多重功效，其原料組分片狀金屬鋁，無機粉體，聚烯烴，助劑。其中聚烯烴是聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯的一種，片狀金屬鋁、無機粉體是納米或微米級片狀或粒狀的蒙脫土、硅灰石、云母粉、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、有機化層狀硅酸鹽及氧化硅的一種或一種以上，該材料解決了目前管材行業(yè)缺少專用阻隔材料的現(xiàn)狀。
文檔編號C08K7/00GK101407604SQ200810110900
公開日2009年4月15日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者劉志光 申請人:北京六水管業(yè)制造有限公司