一种耐高温PE瓶盖及其注塑成型方法与流程

一种耐高温pe瓶盖及其注塑成型方法
技术领域
1.本发明属于注塑成型技术领域，具体涉及一种耐高温pe瓶盖及其注塑成型方法。

背景技术：

2.聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种。与其他高分子材料一样，聚乙烯材料的状态和性能随环境温度的变化而变化，主要表现为随着温度的升高，强度变差，刚性减弱，柔韧性有所提高。因此，聚乙烯材料常用于制造常温常压条件下使用的密封盖和常温带压条件下使用的密封盖，但不适于制造对使用要求更高的高温带压容器的密封盖。实践中，高温带压容器的密封盖目前普遍采用金属材料制成，如果能够采用聚乙烯材料制造满足使用要求的高温带压容器的密封盖，将极大地降低使用成本。

技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明提供一种耐高温pe瓶盖及其注塑成型方法。
4.本发明第一方面是提供一种耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，包括以下步骤：
5.步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和耐高温改性填料的混合原料进行挤出造粒，得到耐高温pe粒子；其中，pe树脂和耐高温改性填料重量比为1000:6-12；
6.步骤2：将耐高温pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为210-240℃，注塑喷嘴温度设置为220-245℃，注射压力设置为280-330mpa，保压压力设置为150-180mpa，保压时间为15-25s。
7.本发明提供的上述耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，以pe树脂与特定的经过耐高温改性的填料按比例复配得到的混合物为原料，在优化的注塑条件下注塑成型制得具有耐高温特性的瓶盖，并且制得的瓶盖能够保持良好的韧性和强度，适于作为密闭高温带压容器的密封盖使用。
8.进一步地，上述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯具有较高的熔点和较高的分解温度，并且耐磨性和化学稳定性更佳，优选地，高密度聚乙烯的重均分子量为80000-200000。
9.进一步地，上述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤1中，所述耐高温改性填料的制备方法包括以下步骤：
10.步骤1.1：配制含有氯化镁和氯化铝的酸性水溶液，记为溶液a；
11.步骤1.2：配制含有三聚氰胺的碱性水溶液，记为溶液b；
12.步骤1.3：将溶液a缓慢加入到溶液b中，得到混合液c；
13.步骤1.4：将混合液c置于密闭压力容器中，在105-115℃条件下保温24h以上，冷却至室温，分离出固体，经洗涤、干燥、研磨得到所述的耐高温改性填料。
14.上述耐高温改性填料以三聚氰胺改性的镁铝复合盐为主要成分，能够对高密度聚乙烯树脂起到显著的增强作用。该耐高温改性填料填充在高密度聚乙烯分子链之间，提高
分子链之间的结合强度，使分子链间的滑动受到限制，提高玻璃化温度，提高热变形温度，提高弹性弹性模量，提高冲击强度。
15.进一步地，上述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤1.1为：将氯化镁、氯化铝、去离子水按照重量计1.2-1.8:1:120-150混合均匀，使用盐酸调节溶液ph值为2.0-3.0，得到所述溶液a。
16.进一步地，上述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤1.2为：将三聚氰胺、去离子水按照重量计0.2-0.5:120-150混合均匀，使用氢氧化钠调节溶液ph值为11.0-12.0，得到所述溶液b。
17.进一步地，上述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤1.3为：分别将溶液a和溶液b加热至65-80℃，在高速搅拌条件下将溶液a逐滴加入到溶液b中，然后超声振荡10-15min，得到混合液c。
18.进一步地，上述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤1.4为：将混合液c装入高压水热釜中，将高压水热釜放入105-115℃的烘箱中保温24h-30h，按照3-5℃/min的降温速率冷却至室温，过滤分离出固体，使用去离子水将过滤出的固体清洗干净，放入120-150℃的烘箱中烘干至恒重，磨成细粉，过300目筛，得到所述耐高温改性填料。
19.进一步地，上述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤1所述的混合原料中还包括质量占比不超过10％的助剂，所述助剂包括抗氧剂、润滑剂、交联剂、增塑剂、阻燃剂、着剂中的一种或多种。上述助剂的使用可以根据对产品的性能和外观的要求选择性地添加，例如，润滑剂可以改善原料的加工特性，并且使产品表面更加平整光滑，又如，阻燃剂可以提高材料的氧指数，提升材料的阻燃性能，再如，着剂可以改变产品的颜，使产品更加美观。
20.本发明第二方面是提供一种耐高温pe瓶盖，按照上述提供的注塑成型方法制备得到，其结构如图1所示。
21.有益效果：与现有技术相比，本发明提供的耐高温pe瓶盖，强度高刚性大韧性好，尤其在高温条件先表现出显著的力学特性，可以满足高温带压容器的密封盖的使用要求。本发明提供的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，步骤简便，成本经济，可适于大规模制造密闭高温带压容器的密封盖。
附图说明
22.图1为耐高温pe瓶盖的结构示意图。
具体实施方式
23.下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。
24.实施例1
25.如图1所示的耐高温pe瓶盖，采用以下注塑成型方法制备得到。
26.步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和耐高温改性填料的混合原料进行挤出造粒，得到耐高温pe粒子；其中，pe树脂和耐高温改性填料重量比为1000:6。
27.步骤2：将耐高温pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机
的原料熔融区温度设置为210℃，注塑喷嘴温度设置为220℃，注射压力设置为280mpa，保压压力设置为150mpa，保压时间为15s，冷却脱模后得到所述耐高温pe瓶盖。
28.本实施例中，步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯的重均分子量为80000。
29.本实施例步骤1中，所述耐高温改性填料的制备方法包括以下步骤：
30.步骤1.1：将氯化镁、氯化铝、去离子水按照重量计1.2:1:120混合均匀，使用盐酸调节溶液ph值为2.0，得到所述溶液a。
31.步骤1.2：将三聚氰胺、去离子水按照重量计0.2:120混合均匀，使用氢氧化钠调节溶液ph值为11.0，得到所述溶液b。
32.步骤1.3：分别将溶液a和溶液b加热至65℃，在500转每分钟的高速搅拌条件下将溶液a逐滴加入到溶液b中，然后超声振荡10min，得到混合液c。
33.步骤1.4：将混合液c装入高压水热釜中，将高压水热釜放入105℃的烘箱中保温24h，按照3℃/min的降温速率冷却至室温，过滤分离出固体，使用去离子水将过滤出的固体清洗干净，放入120℃的烘箱中烘干至恒重，磨成细粉，过300目筛，得到所述耐高温改性填料。
34.实施例2
35.如图1所示的耐高温pe瓶盖，采用以下注塑成型方法制备得到。
36.步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和耐高温改性填料的混合原料进行挤出造粒，得到耐高温pe粒子；其中，pe树脂和耐高温改性填料重量比为1000:12。
37.步骤2：将耐高温pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为240℃，注塑喷嘴温度设置为245℃，注射压力设置为330mpa，保压压力设置为180mpa，保压时间为25s，冷却脱模后得到所述耐高温pe瓶盖。
38.本实施例中，步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯的重均分子量为200000。
39.本实施例步骤1中，所述耐高温改性填料的制备方法包括以下步骤：
40.步骤1.1：将氯化镁、氯化铝、去离子水按照重量计1.8:1:150混合均匀，使用盐酸调节溶液ph值为3.0，得到所述溶液a。
41.步骤1.2：将三聚氰胺、去离子水按照重量计0.5:150混合均匀，使用氢氧化钠调节溶液ph值为12.0，得到所述溶液b。
42.步骤1.3：分别将溶液a和溶液b加热至80℃，在500转每分钟的高速搅拌条件下将溶液a逐滴加入到溶液b中，然后超声振荡15min，得到混合液c。
43.步骤1.4：将混合液c装入高压水热釜中，将高压水热釜放入115℃的烘箱中保温30h，按照5℃/min的降温速率冷却至室温，过滤分离出固体，使用去离子水将过滤出的固体清洗干净，放入150℃的烘箱中烘干至恒重，磨成细粉，过300目筛，得到所述耐高温改性填料。
44.实施例3
45.如图1所示的耐高温pe瓶盖，采用以下注塑成型方法制备得到。
46.步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和耐高温改性填料的混合原料进行挤出造粒，得到耐高温pe粒子；其中，pe树脂和耐高温改性填料重量比为1000:8。
47.步骤2：将耐高温pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为220℃，注塑喷嘴温度设置为230℃，注射压力设置为300mpa，保压压力设置为160mpa，保压时间为10，冷却脱模后得到所述耐高温pe瓶盖。
48.本实施例中，步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯的重均分子量为150000。
49.本实施例步骤1中，所述耐高温改性填料的制备方法包括以下步骤：
50.步骤1.1：将氯化镁、氯化铝、去离子水按照重量计1.5:1:140混合均匀，使用盐酸调节溶液ph值为2.5，得到所述溶液a。
51.步骤1.2：将三聚氰胺、去离子水按照重量计0.3:140混合均匀，使用氢氧化钠调节溶液ph值为11.5，得到所述溶液b。
52.步骤1.3：分别将溶液a和溶液b加热至70℃，在500转每分钟的高速搅拌条件下将溶液a逐滴加入到溶液b中，然后超声振荡12min，得到混合液c。
53.步骤1.4：将混合液c装入高压水热釜中，将高压水热釜放入110℃的烘箱中保温24h，按照4℃/min的降温速率冷却至室温，过滤分离出固体，使用去离子水将过滤出的固体清洗干净，放入140℃的烘箱中烘干至恒重，磨成细粉，过300目筛，得到所述耐高温改性填料。
54.实施例4
55.如图1所示的耐高温pe瓶盖，采用以下注塑成型方法制备得到。
56.步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和耐高温改性填料的混合原料进行挤出造粒，得到耐高温pe粒子；其中，pe树脂和耐高温改性填料重量比为1000:10。
57.步骤2：将耐高温pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为230℃，注塑喷嘴温度设置为240℃，注射压力设置为310mpa，保压压力设置为160mpa，保压时间为10s，冷却脱模后得到所述耐高温pe瓶盖。
58.本实施例中，步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯的重均分子量为150000。
59.本实施例步骤1中，所述耐高温改性填料的制备方法包括以下步骤：
60.步骤1.1：将氯化镁、氯化铝、去离子水按照重量计1.5:1:130混合均匀，使用盐酸调节溶液ph值为2.5，得到所述溶液a。
61.步骤1.2：将三聚氰胺、去离子水按照重量计0.4:130混合均匀，使用氢氧化钠调节溶液ph值为11.5，得到所述溶液b。
62.步骤1.3：分别将溶液a和溶液b加热至70℃，在500转每分钟的高速搅拌条件下将溶液a逐滴加入到溶液b中，然后超声振荡12min，得到混合液c。
63.步骤1.4：将混合液c装入高压水热釜中，将高压水热釜放入110℃的烘箱中保温30h，按照4℃/min的降温速率冷却至室温，过滤分离出固体，使用去离子水将过滤出的固体清洗干净，放入140℃的烘箱中烘干至恒重，磨成细粉，过300目筛，得到所述耐高温改性填料。
64.对比例1
65.如图1所示的耐高温pe瓶盖，本实验例的制备方法与实施例4的区别仅在于未添加耐高温改性填料，具体步骤如下。
66.步骤1：将pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为230℃，注塑喷嘴温度设置为240℃，注射压力设置为310mpa，保压压力设置为160mpa，保压时间为10s，冷却脱模后得到pe瓶盖。
67.本试验例中，步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯的重均分子量为150000。
68.对比例2
69.如图1所示的耐高温pe瓶盖，本实验例的制备方法与实施例4的区别仅在于填料制备过程中未使用三聚氰胺改性，具体步骤如下。
70.步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和填料的混合原料进行挤出造粒，得到pe粒子；其中，pe树脂和填料重量比为1000:10。
71.步骤2：将步骤1所得pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为230℃，注塑喷嘴温度设置为240℃，注射压力设置为310mpa，保压压力设置为160mpa，保压时间为10s，冷却脱模后得到pe瓶盖。
72.本实施例中，步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯的重均分子量为150000。
73.本实施例步骤1中，所述填料的制备方法包括以下步骤：
74.步骤1.1：将氯化镁、氯化铝、去离子水按照重量计1.5:1:130混合均匀，使用盐酸调节溶液ph值为2.5，得到所述溶液a。
75.步骤1.2：取130重量份去离子水，使用氢氧化钠调节溶液ph值为11.5，得到所述溶液b。
76.步骤1.3：分别将溶液a和溶液b加热至70℃，在500转每分钟的高速搅拌条件下将溶液a逐滴加入到溶液b中，然后超声振荡12min，得到混合液c。
77.步骤1.4：将混合液c装入高压水热釜中，将高压水热釜放入110℃的烘箱中保温30h，按照4℃/min的降温速率冷却至室温，过滤分离出固体，使用去离子水将过滤出的固体清洗干净，放入140℃的烘箱中烘干至恒重，磨成细粉，过300目筛，得到所述耐高温改性填料。
78.对比例3
79.如图1所示的耐高温pe瓶盖，本实验例的制备方法与实施例4的区别仅在于采用硅微粉替换耐高温改性填料，具体步骤如下。
80.步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和过300目筛的硅微粉的混合原料进行挤出造粒，得到pe粒子；其中，pe树脂和硅微粉重量比为1000:10。
81.步骤2：将pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为230℃，注塑喷嘴温度设置为240℃，注射压力设置为310mpa，保压压力设置为160mpa，保压时间为10s，冷却脱模后得到所述耐高温pe瓶盖。
82.性能测试
83.对上述实施例和对比例制得的瓶盖的中央平整区域进行取样，在室温(25℃)条件下和高温(100℃)条件下进行性能检测，结果如表1所示。
84.表1性能测试结果
[0085][0086]
以上实施方式是示例性的，其目的是说明本发明的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：使用挤出机对包括pe树脂和耐高温改性填料的混合原料进行挤出造粒，得到耐高温pe粒子；其中，pe树脂和耐高温改性填料重量比为1000:6-12；步骤2：将耐高温pe粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为210-240℃，注塑喷嘴温度设置为220-245℃，注射压力设置为280-330mpa，保压压力设置为150-180mpa，保压时间为15-25s。2.根据权利要求1所述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：步骤1中的pe粒子为高密度聚乙烯粒子，高密度聚乙烯的重均分子量为80000-200000。3.根据权利要求2所述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：步骤1中，所述耐高温改性填料的制备方法包括以下步骤：步骤1.1：配制含有氯化镁和氯化铝的酸性水溶液，记为溶液a；步骤1.2：配制含有三聚氰胺的碱性水溶液，记为溶液b；步骤1.3：将溶液a缓慢加入到溶液b中，得到混合液c；步骤1.4：将混合液c置于密闭压力容器中，在105-115℃条件下保温24h以上，冷却至室温，分离出固体，经洗涤、干燥、研磨得到所述的耐高温改性填料。4.根据权利要求3所述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：步骤1.1为：将氯化镁、氯化铝、去离子水按照重量计1.2-1.8:1:120-150混合均匀，使用盐酸调节溶液ph值为2.0-3.0，得到所述溶液a。5.根据权利要求4所述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：步骤1.2为：将三聚氰胺、去离子水按照重量计0.2-0.5:120-150混合均匀，使用氢氧化钠调节溶液ph值为11.0-12.0，得到所述溶液b。6.根据权利要求5所述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：步骤1.3为：分别将溶液a和溶液b加热至65-80℃，在高速搅拌条件下将溶液a逐滴加入到溶液b中，然后超声振荡10-15min，得到混合液c。7.根据权利要求6所述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：步骤1.4为：将混合液c装入高压水热釜中，将高压水热釜放入105-115℃的烘箱中保温24h-30h，按照3-5℃/min的降温速率冷却至室温，过滤分离出固体，使用去离子水将过滤出的固体清洗干净，放入120-150℃的烘箱中烘干至恒重，磨成细粉，过300目筛，得到所述耐高温改性填料。8.根据权利要求1所述的耐高温pe瓶盖的注塑成型方法，其特征在于：步骤1所述的混合原料中还包括质量占比不超过10%的助剂，所述助剂包括抗氧剂、润滑剂、交联剂、增塑剂、阻燃剂、着剂中的一种或多种。9.一种耐高温pe瓶盖，其特征在于：根据权利要求1-7任一项所述的注塑成型方法制备得到。

技术总结

本发明属于注塑成型技术领域，具体涉及一种耐高温PE瓶盖及其注塑成型方法。所述注塑成型方法包括以下步骤：步骤1：使用挤出机对包括PE树脂和耐高温改性填料的混合原料进行挤出造粒，得到耐高温PE粒子；其中，PE树脂和耐高温改性填料重量比为1000:6-12；步骤2：将耐高温PE粒子加入到注塑机中，注入瓶盖成型模具中注塑成型；注塑机的原料熔融区温度设置为210-240℃，注塑喷嘴温度设置为220-245℃，注射压力设置为280-330MPa，保压压力设置为150-180MPa，保压时间为15-25s。本发明提供的耐高温PE瓶盖，强度高刚性大韧性好，尤其在高温条件先表现出显著的力学特性，可以满足高温带压容器的密封盖的使用要求。容器的密封盖的使用要求。容器的密封盖的使用要求。