一种聚乙烯树脂的加工方法和由它制成的聚乙烯产品与流程

1.本发明涉及聚乙烯树脂技术领域，具体为一种聚乙烯树脂的加工方法和由它制成的聚乙烯产品。


背景技术：

2.聚乙烯树脂，简称pe，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物，聚乙烯具有优良的耐低温性能，其化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。
3.目前聚乙烯树脂的阻燃性能较差，由其制造出的聚乙烯树脂纤维的力学性能较差，从而导致适用范围受到限制。
4.综上所述，本发明通过设计一种聚乙烯树脂的加工方法和由它制成的聚乙烯产品来解决存在的问题


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种聚乙烯树脂的加工方法和由它制成的聚乙烯产品，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种聚乙烯树脂的加工方法和由它制成的聚乙烯产品，包括高密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂、抗氧化剂、卤素吸收剂、阻燃添加剂和液体改性剂，并且各成分按照重量比分别为：高密度聚乙烯树脂110～150份、线性低密度聚乙烯树脂75～95份、抗氧化剂20～25份、卤素吸收剂15～20份、流变改性剂5～15份和液体改性剂5～8份。
8.作为本发明优选的方案，包括以下步骤：
9.s1，将高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入真空干燥箱中，在105℃～115℃的温度下真空干燥1.5h～2h，将干燥好的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入加热箱中，烘烤3h～3.5h后取出，再对取出的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行电子辐射处理；
10.s2，将经过电子辐射处理的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂、抗氧化剂、卤素吸收剂、阻燃添加剂以及液体改性剂放入混合机中，混合机以450rpm～500rpm的转速搅拌1min～1.5min，再以1400rpm～1480rpm的转速搅拌2.5min～3.5min，重复上述操作5～7次，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒，从而得到聚乙烯树脂颗粒；
11.s3，将聚乙烯树脂颗粒溶解于80℃～85℃的有机溶剂中得到聚乙烯树脂溶液，对聚乙烯树脂溶液进行酯化处理，得到初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液，待初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液的温度降至45℃～55℃时，加入过氧化钠，同时低速搅拌，反应4h～7h，得到聚乙烯树脂纤维纺丝原液；
12.s4，将聚乙烯树脂纤维纺丝原液进行静置脱泡处理，待脱泡结束后，将聚乙烯树脂
纤维纺丝原液通过湿法喷丝至第一凝固浴溶液中进行纺丝，得到聚乙烯树脂纤维原丝，将聚乙烯树脂纤维原丝浸入至第二凝固浴溶液中进行牵伸，之后经清洗、干燥、绕卷得到聚乙烯树脂纤维。
13.作为本发明优选的方案，所述卤素吸收剂为硬脂酸钙，阻燃添加剂由聚乙二醇、聚氯乙烯树脂、硅酸钠、九水合硝酸铝以及硝酸锂安装质量比为1∶2∶1∶3∶5混合制成，液体改性剂为甘油和硅油按照质量比为3∶2混合制成。
14.作为本发明优选的方案，所述s1中电子辐射处理的具体操作步骤为：
15.s11，采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为40kgy～45kgy，时间为3h～5h；
16.s12，将辐照后的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂放置2h～3h，再在105℃～150℃的温度下加热40min～50min后取出。
17.作为本发明优选的方案，所述s2中混合搅拌温度低于35℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为33.5:1，双螺杆挤出机中加工各区温度为：1区145℃，2区150℃，3区180℃，4区180℃，5区180℃，6区150℃，7区160℃，8区180℃，9区180℃。
18.作为本发明优选的方案，所述s3中酯化处理的具体操作步骤为：
19.s21，向聚乙烯树脂溶液加入液体羧酸进行混合，并对聚乙烯树脂水溶液进行加热，使其温度升高至80℃～83℃，待反应时间为1h～1.25h，并以700rpm～750rpm转速进行搅拌，制得混合原液；
20.s32，将混合原液升温至95℃～98℃，加入酸进行酯化，将混合原液的ph值控制在0～4，同时以350rpm～400rpm转速进行搅拌，反应2.5h～3.5h，从而得到初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液。
21.作为本发明优选的方案，所述s4中第一凝固浴溶液由水、尿素、氯化钠于室温环境下安装质量比3∶4∶2混合溶解制得，第二凝固浴溶液由水和亚硫酸氢钠安装质量比5∶1于室温环境下混合溶解制得。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1、本发明中，通过设置在聚乙烯树脂制造过程中加入阻燃添加剂和液体改性剂，阻燃添加剂中的聚乙二醇、聚氯乙烯树脂以及硅酸钠会在聚乙烯树脂内部形成硅树脂分子，硅树脂分子在液体改性剂的作用下，会形成改性大分子网状结构，导热性和阻燃性得到提高，同时九水合硝酸铝以及硝酸锂会在聚乙烯树脂中形成碳酸锂相结构，在后续高温燃烧时碳酸锂可分解生成二氧化碳，对燃烧气体进行稀释并对氧气与聚乙烯树脂之间进行阻隔，进一步提高了聚乙烯树脂的阻燃性能。
24.2、本发明中，通过设置在聚乙烯树脂纤维产生过程中使用第一凝固浴溶液和第二凝固浴溶液，以较高浓度的氯化钠性水溶液为第一凝固浴溶液，进行湿法纺丝并通过后拉伸、热处理得到的聚乙烯纤维具有优良力学性能，由于高浓度氯化钠水溶液的渗透压很高，可以使聚乙烯纺丝原液喷出的纤维迅速凝固，提高喷丝的产出效率，同时第二凝固浴溶液中的亚硫酸氢钠具有较强的还原性，其能够与未反应完的过氧化钠发生作用，从而消耗掉聚乙烯纤维上的过氧化钠，避免后期制成纺织品后对人体的皮肤造成影响，而亚硫酸氢钠也是低毒的物质，有效地降低了对环境的污染。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明提供一种技术方案：
27.一种聚乙烯树脂的加工方法和由它制成的聚乙烯产品，包括高密度聚乙烯树脂、线性低密度聚乙烯树脂、抗氧化剂、卤素吸收剂、阻燃添加剂和液体改性剂，并且各成分按照重量比分别为：高密度聚乙烯树脂110～150份、线性低密度聚乙烯树脂75～95份、抗氧化剂20～25份、卤素吸收剂15～20份、流变改性剂5～15份和液体改性剂5～8份。
28.进一步的，包括以下步骤：
29.s1，将高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入真空干燥箱中，在105℃～115℃的温度下真空干燥1.5h～2h，将干燥好的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入加热箱中，烘烤3h～3.5h后取出，再对取出的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行电子辐射处理；
30.s2，将经过电子辐射处理的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂、抗氧化剂、卤素吸收剂、阻燃添加剂以及液体改性剂放入混合机中，混合机以450rpm～500rpm的转速搅拌1min～1.5min，再以1400rpm～1480rpm的转速搅拌2.5min～3.5min，重复上述操作5～7次，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒，从而得到聚乙烯树脂颗粒；
31.s3，将聚乙烯树脂颗粒溶解于80℃～85℃的有机溶剂中得到聚乙烯树脂溶液，对聚乙烯树脂溶液进行酯化处理，得到初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液，待初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液的温度降至45℃～55℃时，加入过氧化钠，同时低速搅拌，反应4h～7h，得到聚乙烯树脂纤维纺丝原液；
32.s4，将聚乙烯树脂纤维纺丝原液进行静置脱泡处理，待脱泡结束后，将聚乙烯树脂纤维纺丝原液通过湿法喷丝至第一凝固浴溶液中进行纺丝，得到聚乙烯树脂纤维原丝，将聚乙烯树脂纤维原丝浸入至第二凝固浴溶液中进行牵伸，之后经清洗、干燥、绕卷得到聚乙烯树脂纤维。
33.进一步的，所述卤素吸收剂为硬脂酸钙，阻燃添加剂由聚乙二醇、聚氯乙烯树脂、硅酸钠、九水合硝酸铝以及硝酸锂安装质量比为1∶2∶1∶3∶5混合制成，液体改性剂为甘油和硅油按照质量比为3∶2混合制成。
34.进一步的，所述s1中电子辐射处理的具体操作步骤为：
35.s11，采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为40kgy～45kgy，时间为3h～5h；
36.s12，将辐照后的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂放置2h～3h，再在105℃～150℃的温度下加热40min～50min后取出。
37.进一步的，所述s2中混合搅拌温度低于35℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为33.5:1，双螺杆挤出机中加工各区温度为：1区145℃，2区150℃，3区180℃，4区180℃，5区180℃，6区150℃，7区160℃，8区180℃，9区180℃。
38.进一步的，所述s3中酯化处理的具体操作步骤为：
39.s21，向聚乙烯树脂溶液加入液体羧酸进行混合，并对聚乙烯树脂水溶液进行加热，使其温度升高至80℃～83℃，待反应时间为1h～1.25h，并以700rpm～750rpm转速进行搅拌，制得混合原液；
40.s32，将混合原液升温至95℃～98℃，加入酸进行酯化，将混合原液的ph值控制在0～4，同时以350rpm～400rpm转速进行搅拌，反应2.5h～3.5h，从而得到初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液。
41.进一步的，所述s4中第一凝固浴溶液由水、尿素、氯化钠于室温环境下安装质量比3∶4∶2混合溶解制得，第二凝固浴溶液由水和亚硫酸氢钠安装质量比5∶1于室温环境下混合溶解制得。
42.具体实施案例
43.实施案例1：
44.称取高密度聚乙烯树脂110份、线性低密度聚乙烯树脂75份、抗氧化剂20份、卤素吸收剂15份、流变改性5～15份和液体改性剂5～8份，将高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入真空干燥箱中，在105℃的温度下真空干燥1.5h，将干燥好的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入加热箱中，烘烤3h后取出，再对取出的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行电子辐射处理，采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为40kgy，时间为3h，将辐照后的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂放置2h，再在105℃的温度下加热40min后取出；
45.将经过电子辐射处理的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂、抗氧化剂、卤素吸收剂、阻燃添加剂以及液体改性剂放入混合机中，混合机以450rpm的转速搅拌1min，再以1400rpm的转速搅拌2.5min，混合搅拌温度低于35℃，重复上述操作5次，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为33.5:1，双螺杆挤出机中加工各区温度为：1区145℃，2区150℃，3区180℃，4区180℃，5区180℃，6区150℃，7区160℃，8区180℃，9区180℃，从而得到聚乙烯树脂颗粒；
46.将聚乙烯树脂颗粒溶解于80℃的有机溶剂中得到聚乙烯树脂溶液，对聚乙烯树脂溶液进行酯化处理，向聚乙烯树脂溶液加入液体羧酸进行混合，并对聚乙烯树脂水溶液进行加热，使其温度升高至80℃，待反应时间为1h，并以700rpm转速进行搅拌，制得混合原液，将混合原液升温至95℃，加入酸进行酯化，将混合原液的ph值控制在3.5，同时以350rpm转速进行搅拌，反应2.5h，从而得到初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液，待初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液的温度降至45℃时，加入过氧化钠，同时低速搅拌，反应4h，得到聚乙烯树脂纤维纺丝原液；
47.将聚乙烯树脂纤维纺丝原液进行静置脱泡处理，待脱泡结束后，将聚乙烯树脂纤维纺丝原液通过湿法喷丝至第一凝固浴溶液中进行纺丝，得到聚乙烯树脂纤维原丝，将聚乙烯树脂纤维原丝浸入至第二凝固浴溶液中进行牵伸，之后经清洗、干燥、绕卷得到聚乙烯树脂纤维。
48.实施案例2：
49.称取高密度聚乙烯树脂110份、线性低密度聚乙烯树脂75份、抗氧化剂20份、卤素
吸收剂15份、流变改性11.5份和液体改性剂7.5份，将高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入真空干燥箱中，在105℃的温度下真空干燥1.5h，将干燥好的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入加热箱中，烘烤3h后取出，再对取出的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行电子辐射处理，采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为40kgy，时间为3h，将辐照后的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂放置2h，再在105℃的温度下加热40min后取出；
50.将经过电子辐射处理的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂、抗氧化剂、卤素吸收剂、阻燃添加剂以及液体改性剂放入混合机中，混合机以450rpm的转速搅拌1min，再以1400rpm的转速搅拌2.5min，混合搅拌温度低于35℃，重复上述操作5次，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为33.5:1，双螺杆挤出机中加工各区温度为：1区145℃，2区150℃，3区180℃，4区180℃，5区180℃，6区150℃，7区160℃，8区180℃，9区180℃，从而得到聚乙烯树脂颗粒；
51.将聚乙烯树脂颗粒溶解于80℃的有机溶剂中得到聚乙烯树脂溶液，对聚乙烯树脂溶液进行酯化处理，向聚乙烯树脂溶液加入液体羧酸进行混合，并对聚乙烯树脂水溶液进行加热，使其温度升高至80℃，待反应时间为1h，并以700rpm转速进行搅拌，制得混合原液，将混合原液升温至95℃，加入酸进行酯化，将混合原液的ph值控制在3.5，同时以350rpm转速进行搅拌，反应2.5h，从而得到初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液，待初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液的温度降至45℃时，加入过氧化钠，同时低速搅拌，反应4h，得到聚乙烯树脂纤维纺丝原液；
52.将聚乙烯树脂纤维纺丝原液进行静置脱泡处理，待脱泡结束后，将聚乙烯树脂纤维纺丝原液通过湿法喷丝至第一凝固浴溶液中进行纺丝，得到聚乙烯树脂纤维原丝，将聚乙烯树脂纤维原丝浸入至第二凝固浴溶液中进行牵伸，之后经清洗、干燥、绕卷得到聚乙烯树脂纤维。
53.实施案例3：
54.称取高密度聚乙烯树脂110份、线性低密度聚乙烯树脂75份、抗氧化剂20份、卤素吸收剂15份、流变改性15份和液体改性剂8份，将高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入真空干燥箱中，在105℃的温度下真空干燥1.5h，将干燥好的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂送入加热箱中，烘烤3h后取出，再对取出的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行电子辐射处理，采用电子加速器作为辐照源，在空气气氛下，用β射线对高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂进行预辐照，预辐照剂量范围为40kgy，时间为3h，将辐照后的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂放置2h，再在105℃的温度下加热40min后取出；
55.将经过电子辐射处理的高密度聚乙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂、抗氧化剂、卤素吸收剂、阻燃添加剂以及液体改性剂放入混合机中，混合机以450rpm的转速搅拌1min，再以1400rpm的转速搅拌2.5min，混合搅拌温度低于35℃，重复上述操作5次，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中熔融、塑化、挤出、造粒，双螺杆挤出机的螺杆长径比为33.5:1，双螺杆挤出机中加工各区温度为：1区145℃，2区150℃，3区180℃，4区180℃，5区180℃，6区150℃，7区160℃，8区180℃，9区180℃，从而得到聚乙烯树脂颗粒；
56.将聚乙烯树脂颗粒溶解于80℃的有机溶剂中得到聚乙烯树脂溶液，对聚乙烯树脂溶液进行酯化处理，向聚乙烯树脂溶液加入液体羧酸进行混合，并对聚乙烯树脂水溶液进行加热，使其温度升高至80℃，待反应时间为1h，并以700rpm转速进行搅拌，制得混合原液，将混合原液升温至95℃，加入酸进行酯化，将混合原液的ph值控制在3.5，同时以350rpm转速进行搅拌，反应2.5h，从而得到初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液，待初步酯化的聚乙烯树脂纤维原液的温度降至45℃时，加入过氧化钠，同时低速搅拌，反应4h，得到聚乙烯树脂纤维纺丝原液；
57.将聚乙烯树脂纤维纺丝原液进行静置脱泡处理，待脱泡结束后，将聚乙烯树脂纤维纺丝原液通过湿法喷丝至第一凝固浴溶液中进行纺丝，得到聚乙烯树脂纤维原丝，将聚乙烯树脂纤维原丝浸入至第二凝固浴溶液中进行牵伸，之后经清洗、干燥、绕卷得到聚乙烯树脂纤维。
58.将上述实施案例1至实施案例3制造出的聚乙烯树脂纤维进行性能测试，测试结果如表1所示
59.表1聚乙烯树脂纤维性能测试结果表
[0060][0061]
从表1中可以看出，随着聚乙烯树脂纤维生产过程中阻燃添加剂和液体改性剂的增多，制造出的聚乙烯树脂纤维的力学性能和阻燃性能得到了极大的增强。
[0062]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。