滚塑包装用复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及聚合物高分子材料，具体提供一种滚塑包装用复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、滚塑包装箱因成型工艺简单、结构强度高、密封性好等特点，广泛应用于工业产品包装、户外设备防护及危险品运输等领域。目前，滚塑包装箱的主要原料为聚乙烯（pe），其虽加工性能优良、成本较低，但在实际应用中仍存在以下缺陷：（1）耐温性不足，长期使用温度仅为-40℃~60℃，高温易热变形，低温易脆裂；（2）抗冲击性有限，低温条件下冲击强度显著下降，运输跌落或碰撞时易破损；（3）耐腐蚀性欠佳，接触强酸碱、有机溶剂或长期潮湿环境时易发生溶胀和老化；（4）防静电性能缺失，聚乙烯为绝缘体，易积累静电电荷，在易燃易爆品或电子元件包装中存在静电放电风险。

2、现有技术多采用单一功能改性策略，如添加增韧剂提升抗冲击性、添加抗氧剂改善耐候性等。然而，单一改性策略存在明显局限：一方面，多种功能组分的简单叠加常因各组分之间相容性差而导致加工流动性下降、力学性能劣化；另一方面，单一功能改性难以满足特定应用场景的多维性能要求。

3、以电子元器件运输包装为例，集成电路（ic）作为智能手机、医疗设备、汽车电子等各类产品的核心基础组件，其运输安全直接关系到整个产业链的稳定运行。然而，这些芯片由晶体管、电阻、电容器等微型部件精密连接而成，对静电、湿气和物理冲击极为敏感。在运输和取用过程中，静电放电（esd）隐患尤为突出，轻微的静电放电足以永久损坏内部电路，导致整颗芯片失效；同时，电子元器件的金属引脚在高温高湿环境中极易发生腐蚀，这意味着电子元器件包装用滚塑箱不仅需要具备常规的力学强度和密封性，还必须同时满足防静电和耐腐蚀的双重防护要求，而现有单一功能改性的聚乙烯材料难以兼顾上述多维性能。

4、此外，对于危险化学品储运场景，滚塑包装箱既需要抵抗强酸强碱的化学侵蚀，又需防止静电积累引发的燃爆风险。单一功能改性的聚乙烯材料同样无法同时满足耐腐蚀与抗静电的双重需求。因此，开发一种同时具备优异耐腐蚀性能和持久抗静电性能的滚塑包装用复合材料，具有重要的工业应用价值和现实必要性。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种滚塑包装用复合材料及其制备方法，可以实现耐腐蚀性能和抗静电性能的同时提升。

2、在第一方面，本发明提供了一种滚塑包装用复合材料，按重量份计，包括以下组分：

3、高密度聚乙烯 40~50份；

4、线性低密度聚乙烯 15~25份；

5、马来酸酐接枝聚乙烯 5~10份；

6、乙烯-辛烯共聚物 2~5份；

7、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 3~7份；

8、氨基官能化金属有机框架 1~4份；

9、导电炭黑 3~8份；

10、过氧化二异丙苯 0.05~0.15份；

11、耐腐蚀改性剂 2~5份；

12、加工助剂 1.5~3份。

13、进一步地，所述氨基官能化金属有机框架的化学式为c8h5alno5，比表面积为1100-1500 m2/g，孔径为0.8-1.2 nm。

14、进一步地，所述耐腐蚀改性剂包括以下重量份的组分:

15、环氧树脂微粉 1份；

16、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 0.3~1份；

17、纳米sio2 0.2~0.5份。

18、进一步地，所述高密度聚乙烯的密度范围在 0.941 至 0.965 g/cm3 之间；和/或

19、所述线性低密度聚乙烯的密度范围在 0.910 至 0.940 g/cm3 之间。

20、进一步地，所述加工助剂包括：受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和润滑剂，其中，受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和润滑剂的质量比为1 : (0.8~1.2): (1.5~2.5)。

21、进一步地，所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述亚磷酸酯类辅助抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

22、在第二方面，本发明提供了第一方面材料的制备方法，包括：

23、s1，将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物加入混合机，于400~600 r/min搅拌45~75s；

24、s2，依次加入氨基官能化金属有机框架、导电炭黑、耐腐蚀改性剂及加工助剂，切换至1000~1500 r/min搅拌4~6分钟；

25、s3，将混合机温度升至65~85℃，加入过氧化二异丙苯，继续在1000~1500 r/min下搅拌2~4分钟；

26、s4，将步骤s3所得预混料加入挤出机中，于160~190℃下熔融挤出，经水冷、切粒，得到复合聚乙烯颗粒；

27、s5，将步骤s4所得复合聚乙烯颗粒粉碎、筛分，得到滚塑包装用复合材料。

28、s6，将步骤s5所得滚塑包装用复合材料加入滚塑模具中，于200~240℃下旋转成型，保温15~35min后冷却脱模，得到滚塑包装制品。

29、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

30、1.本发明以hdpe/lldpe复配为刚韧平衡骨架，通过poe空穴化诱发剪切带耗能、eva与poe构成“双弹性体”宽温域增韧体系，结合dcp引发c—c永久交联，使材料在宽温域范围内兼具优异的抗冲击性能和耐热性能，克服了传统滚塑材料低温脆裂、高温变形的缺陷。

31、2.本发明通过环氧树脂微粉与mah-g-pe酸酐开环交联形成化学屏障、kh-560桥接纳米sio2构建有机-无机杂化阻隔层、nh2-mil-53(al)纳米孔道提供分子筛分效应，三重协同构筑致密防腐屏障，显著降低了腐蚀介质的渗透速率，耐酸碱腐蚀性能优异（72h酸碱溶胀率<1.0%），特别适用于危险化学品包装等强腐蚀环境。

32、3. 本发明通过导电炭黑构建三维逾渗导电网络，以常规添加量即可实现持久稳定的抗静电性能，有效消除静电积累引发的安全隐患，特别适用于电子元器件周转箱及易燃易爆品包装等对静电防护有严格要求的场景。

33、4. 本发明以mah-g-pe为界面桥接剂，将极性功能组分与非极性聚乙烯基体通过化学键连接，解决了多组分体系界面相容性差的问题，实现了防腐与抗静电功能的协同增效。

34、5. 本发明制备方法采用低温预混、高速包覆、中温引入三阶递进工艺，通过挤出造粒、粉碎筛分获得滚塑用粉料，再经滚塑成型制成制品，形成了完整的可工业化实施的工艺链条，全程在同一混合机内完成预混，无需特殊设备改造即可实现规模化生产。

1.一种滚塑包装用复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述氨基官能化金属有机框架的化学式为c8h5alno5，比表面积为1100-1500 m2/g，孔径为0.8-1.2 nm。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述耐腐蚀改性剂包括以下重量份的组分:

4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯的密度范围在 0.941至 0.965 g/cm3 之间；和/或

5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述加工助剂包括：受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和润滑剂，其中，受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和润滑剂的质量比为1 : (0.8~1.2) : (1.5~2.5)。

6.根据权利要求5所述的材料，其特征在于，所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述亚磷酸酯类辅助抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

7.一种权利要求1-6任一项所述材料的制备方法，其特征在于，