电解阴极板密封条用聚乙烯配混料及其制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102643475 A (43)申请公布日 2012.08.22 CN 102643475 A *CN102643475A* (21)申请号 201210139315.5 (22)申请日 2012.05.08 C08L 23/08(2006.01) C08L 51/06(2006.01) C08K 13/02(2006.01) C08K 5/13(2006.01) C08K 5/17(2006.01) C08K 5/524(2006.01) C08K 5/20(2006.01) C08K 5/25(2006.01) B29B 9/06(2006.01) B29C 47。

2、/92(2006.01) (71)申请人 聊城大学 地址 252059 山东省聊城市东昌府区湖南路 1 号 (72)发明人 滕谋勇 邓爱霞 赵笛 葛祥才 谢倩 (54) 发明名称 电解阴极板密封条用聚乙烯配混料及其制备 方法 (57) 摘要 本发明提供一种电解阴极板密封条用聚乙烯 配混料及其制备方法， 属塑料加工应用技术领域 和铜等金属的湿法电解技术领域。用于生产电解 阴极板绝缘密封条， 按重量单位计含有聚乙烯树 脂100份， 线性低密度聚乙烯树脂0.1-20份， 功能 聚合物 0.1-10 份， 抗氧剂 0.1-1 份， 金属钝化剂 0.05-1 份， 流动改性剂 0.1-5 份， 适量着色。

3、剂。该 配混料具有寿命长、 与阴极板粘结强度高、 成型的 密封条表面光滑的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 1/1 页 2 1. 电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 按重量单位计含有聚乙烯树脂 100 份， 线性低密度聚乙烯树脂 0.1-20 份， 功能聚合物 0.1-10 份， 抗氧剂 0.1-1 份， 金属钝化剂 0.05-1 份， 流动改性剂 0.1-5 份， 适量着色剂。 2. 电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 按重量单位计含有聚乙。

4、烯树脂 100 份， 线性低密度聚乙烯树脂 5-15 份， 功能聚合物 2-6 份， 抗氧剂 0.2-0.8 份， 金属钝化剂 0.06-0.08 份， 流动改性剂 1-3 份， 适量着色剂。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 所 述聚乙烯树脂为共聚物， 共聚单体为 - 烯烃， 其密度 0.940g/cm3， 熔体流动速率 1.0g/10min。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 所述线 性低密度聚乙烯树脂为共聚物， 共聚单体为 - 烯烃， 其密度 0.926g/cm3， 熔体流动速率 2.。

5、0g/10min。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 所述功 能聚合物为乙烯共聚物或者聚乙烯的改性材料 （优选的， 所述乙烯共聚物的共聚单体为丙 烯酸 ； 优选的， 所述聚乙烯的改性材料为聚乙烯接枝材料 ； 优选的， 所述接枝材料单体为丙 烯酸、 马来酸酐、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、 苯乙烯或所述单体的复配物） 。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 所述的 抗氧剂为主辅抗氧剂， 主辅抗氧剂的重量比例为 1 ： 0.2-3（优选的， 主抗氧剂为受阻酚类或 胺类主抗氧剂， 辅助抗氧剂为亚磷酸酯类）。

6、 。 7. 根据权利要求 1 或 2 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 所述的 金属钝化剂为酰胺或者酰肼类化合物。 8. 根据权利要求 1 或 2 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 所述的 流动流动改性剂为内外润滑剂的复合物， 所述内外润滑剂为下列物质的一种或几种的混合 物 ： 聚乙烯蜡、 石蜡、 聚丙烯蜡、 氧化聚乙烯蜡、 褐煤酯蜡、 硬脂酸钙、 硬脂酸锌、 硅酮类润滑 剂和含氟类润滑剂。 9. 根据权利要求 1 或 2 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 其特征为 ： 所述的 着色剂为炭黑或其母料 （优选的， 所述炭黑母料的质量浓度为 5%-50。

7、%， 更优选为 20%-30%） 。 10. 根据权利要求 1 或 2 所述电解阴极板密封条用聚乙烯配混料的制备方法， 其特征 为 ： 按如下工序进行 ： a） 按重量份， 将聚乙烯树脂、 线性低密度聚乙烯树脂、 功能聚合物、 抗氧剂、 金属钝化 剂、 润滑剂、 着色剂在搅拌机中混合均匀， 打入料仓 ； b） 将料仓中的混合料用双螺杆或单螺杆挤出造粒， 工艺参数选择如下 ： 机身温度 ： 170-220， 190-220， 200-225， 210-230， 210-230， 210-230， 机头 温度 ： 210-220 ； 主机转速 ： 30-60 转 / 分， 喂料转速 ： 160-1。

8、80 转 / 分 ； C） 切成的粒料纸塑复合袋包装。 权 利 要 求 书 CN 102643475 A 2 1/5 页 3 电解阴极板密封条用聚乙烯配混料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及电解阴极板密封条用聚乙烯配混料及制备方法， 具有和阴极板粘结性 能好， 寿命长的特点， 属于塑料加工应用技术领域和铜等金属的湿法电解技术领域。 背景技术 0002 目前， 工业化生产高纯铜、 锰、 锌主要采用电解的方法。 其中， 一个重要的生产部件 为阴极板， 通过电极引入负电荷， 二价铜离子或锰离子、 锌离子在阴极板上还原形成铜、 锰、 锌， 然后通过剥片机组将阴极铜剥下， 形成高纯度的金属。 。

9、阴极板主要采用不锈钢或者钛制 成， 为达到绝缘、 产品形状规则的目的， 在阴极板的两边需要附加一层绝缘密封条。 0003 密封条的生产方法有两种 ： 1） 通过挤出机将聚乙烯熔融直接挤出黏附在阴极板 上， 然后冷却 ； 2） 先生产出绝缘密封条， 然后镶在阴极板上。通过第一种方法生产绝缘密封 条， 目前生产厂家使用的聚乙烯材料存在与金属极板粘结能力差的缺点， 同时由于电解槽 中电解液温度较高 （电解铜温度一般在 65） ， 材料受到热氧老化， 加之电解液中存在含有 过渡金属元素， 使得降解过程加速， 用这种方法生产的密封条寿命一般在 3 个月左右。绝缘 密封条老化后， 导致生产的电解铜出现畸形。

10、， 如出现瘤状物、 端面不齐等问题， 影响产品销 售。 再次使用时， 先将密封条从阴极板上剥下， 再对密封条处抛光， 重新熔融挤出成型， 这大 大增加了劳动强度， 生产效率也不高。通过第二种方法生产的密封条可参考授权公告号 CN 201169646Y（申请号 200820096325.4） 电解阴极板的密封绝缘夹边条 的结构， 该结构的 密封条是由密封绝缘条夹边和张紧棒组成的， 在张紧棒的作用下， 将密封边夹紧阴极板。 然 而由于高分子材料具有蠕变特性， 尤其是在中电解液温度较高时， 更加容易出现蠕变现象， 使得上述结构的绝缘密封条出现夹不紧的现象， 不得不在密封条与阴极板的结合处涂上密 封胶。

11、， 这不仅增加了成本， 同时由于密封胶与密封条本身粘合力不强， 也容易使电解液渗入 到密封条密封处的阴极板上， 使得金属还原在密封条处， 剥离时在机械力的作用下， 密封条 被加速破坏。 0004 由此可见， 该密封条存在韧性差、 密封效果不好、 寿命短、 易老化等缺陷。 发明内容 0005 针对现有技术的不足， 本发明提供一种电解阴极板密封条用聚乙烯组合物， 通过 熔融挤出法生产密封条， 使用高分子量聚乙烯树脂， 同时辅以线性低密度聚乙烯树脂改善 其韧性， 加入功能聚合物增加组成物解决了组成物与阴极板的粘合力， 加入抗氧剂和金属 钝化剂使得其寿命大幅度提高， 加入流动改性剂提高组成物的加工性能。

12、。 0006 解决上述技术问题的方案是 ： 电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 按重量单位计 含有聚乙烯树脂 100 份， 线性低密度聚乙烯树脂 0.1-20 份， 功能聚合物 0.1-10 份， 抗氧剂 0.1-1 份， 金属钝化剂 0.05-1 份， 流动改性剂 0.1-5 份， 适量着色剂。 0007 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 按重量单位计含有聚 乙烯树脂 100 份， 线性低密度聚乙烯树脂 5-15 份， 功能聚合物 2-6 份， 抗氧剂 0.2-0.8 份， 说 明 书 CN 102643475 A 3 2/5 页 4 金属钝化剂 0.06-0.08 份。

13、， 流动改性剂 1-3 份， 适量着色剂。 0008 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述聚乙烯树脂为共 聚物， 共聚单体为 - 烯烃， 其密度 0.940g/cm3， 熔体流动速率 1.0g/10min。 0009 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述线性低密 度聚乙烯树脂为共聚物， 共聚单体为 - 烯烃， 其密度 0.926g/cm3， 熔体流动速率 2.0g/10min。 0010 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述功能聚合物为乙 烯共聚物或者聚乙烯的改性材料 （优选的， 所述乙烯共聚物的共聚单体为丙烯酸 ；。

14、 优选的， 所述聚乙烯的改性材料为聚乙烯接枝材料 ； 优选的， 所述接枝材料单体为丙烯酸、 马来酸 酐、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、 苯乙烯或所述单体的复配物） 。 0011 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述的抗氧剂为主辅 抗氧剂， 主辅抗氧剂的重量比例为 1 ： 0.2-3 （优选的， 主抗氧剂为受阻酚类或胺类主抗氧剂， 辅助抗氧剂为亚磷酸酯类） 。 0012 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述的金属钝化剂为 酰胺或者酰肼类化合物。 0013 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述的流动改性剂为 内外润滑剂的复合物。

15、， 所述内外润滑剂为下列物质的一种或几种的混合物 ： 聚乙烯蜡、 石 蜡、 聚丙烯蜡、 氧化聚乙烯蜡、 褐煤酯蜡、 硬脂酸钙、 硬脂酸锌、 硅酮类润滑剂和含氟类润滑 剂。 0014 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述的着色剂为炭黑 或其母料。 0015 所述的电解阴极板密封条用聚乙烯配混料， 优选的方案为 ： 所述炭黑母料的质量 浓度为 5%-50%。 0016 本发明还提供了所述电解阴极板密封条用聚乙烯配混料的制备方法， 按如下工序 进行 ： a） 按重量份， 将聚乙烯树脂、 线性低密度聚乙烯树脂、 功能聚合物、 抗氧剂、 金属钝化 剂、 润滑剂、 着色剂在搅拌机。

16、中混合均匀， 打入料仓 ； b） 将料仓中的混合料用双螺杆或单螺杆挤出造粒， 工艺参数选择如下 ： 机身温度 ： 170-220， 190-220， 200-225， 210-230， 210-230， 210-230， 机头 温度 ： 210-220 ； 主机转速 ： 30-60 转 / 分， 喂料转速 ： 160-180 转 / 分 ； C） 切成的粒料纸塑复合袋包装。 0017 本发明通过使用高分子量聚乙烯树脂同时辅以线性低密度聚乙烯树脂组成物的 韧性， 可以满足电解铜等行业在机械剥离时对密封条韧性的要求， 加入功能聚合物大大增 加了组成物与阴极板的粘合力， 密封效果大大增强， 克服了电。

17、解液渗入密封处的现象， 加入 抗氧剂提高了组成物耐热氧的寿命， 金属钝化剂使得过渡金属离子对组成物的催化降解作 用大幅度降低， 其寿命可提高至两年以上， 加入的着色剂炭黑或其母料， 具有防光老化的作 用， 可以提高密封条的储存和使用寿命。 说 明 书 CN 102643475 A 4 3/5 页 5 具体实施方式 0018 下面结合实施例说明本发明的技术方案。 0019 本发明采用的材料有 ： 聚乙烯树脂， 线性低密度聚乙烯树脂， 功能聚合物， 抗氧剂， 金属钝化剂， 流动改性剂， 适量着色剂。 0020 所述的聚乙烯树脂为共聚高分子量高密度聚乙烯， 各项性能指标要求为 ： 共聚单 体为 - 。

18、烯烃， 其密度 0.940g/cm3， 熔体流动速率 1.0g/10min。 0021 所述线性低密度聚乙烯树脂为共聚物， 共聚单体为 - 烯烃， 其密度 0.926g/ cm3， 熔体流动速率2.0g/10min。 加入线型低密度聚乙烯树脂的目的是进一步提高组成物 的韧性。 0022 所述的功能聚合物乙烯共聚物或者聚乙烯的改性材料， 乙烯共聚物的共聚单体为 丙烯酸， 聚乙烯的改性材料为聚乙烯接枝材料， 接枝单体为丙烯酸、 马来酸酐、 甲基丙烯酸 缩水甘油酯、 苯乙烯或上述单体的复配物。其作用时利用功能聚合物的极性提高组成物与 阴极板的结合力， 提高密封效果。 0023 所述的抗氧剂为受阻酚类。

19、物质， 其作用是捕捉聚乙烯在加工或使用过程中受热或 受到紫外线的作用形成的自由基， 保证材料使用的寿命。 0024 所述的金属钝化剂为酰胺或者酰肼类化合物， 金属钝化剂的加入可与电解液中的 过渡金属离子尤其是铜离子、 铁离子形成螯合物， 降低过渡金属离子对组成物的催化降解， 从而提高其寿命。 0025 加入的内外润滑剂可以提高组成物的流动性， 降低挤出成型时挤出机的电流， 同 时生产的密封条表面光滑， 有利于电解金属的剥离。 0026 加入的着色剂炭黑或其母料， 是紫外光的屏蔽剂， 可以由紫外线照射产生的自由 基， 提高密封条的储存和使用寿命。 0027 以下是本发明的几种不同配比的实施例 ：。

20、 说 明 书 CN 102643475 A 5 4/5 页 6 注 ： EAA 为乙烯与丙烯酸共聚物， LLDPE-g-MAH 为线型低密度聚乙烯接枝马来酸酐， LLDPE-g-AA (St) 为线型低密度聚乙烯接枝丙烯酸苯乙烯。 0028 本发明制备电解阴极板密封条用聚乙烯配混料的方法是 ： a） 按重量份， 将聚乙烯树脂、 线性低密度聚乙烯树脂、 功能聚合物、 抗氧剂、 金属钝化 剂、 润滑剂、 着色剂在搅拌机中混合均匀， 打入料仓 ； b） 将料仓中的混合料用双螺杆或单螺杆挤出造粒， 工艺参数选择如下 ： 机身温度 ： 170-220， 190-220， 200-225， 210-230。

21、， 210-230， 210-230， 机头 说 明 书 CN 102643475 A 6 5/5 页 7 温度 ： 210-220 ； 主机转速 ： 30-60 转 / 分， 喂料转速 ： 160-180 转 / 分 ； C） 切成的粒料纸塑复合袋包装。 0029 本发明获得的配混料的性能典型值见表 1。 0030 表 1 电解阴极板密封条用聚乙烯配混料的性能性能典型值 序号 项 目性能 1拉伸强度 （MPa） 25 2断裂伸长率 （%） 350 3氧化诱导时间 （min， 200） 200 420体积电阻率 （cm） 1.51013 5介电强度 （MV/m， 20） 25.6 6脆化温度 。

22、（） 70 7与极板的剥离强度 （N/cm） 40 由上表可以看出， 本发明的优良的技术效果体现在 ： 1、 配混料中加入了功能性聚合物， 挤出成型得到的密封条与极板的剥离强度高， 密封 效果好 ； 2、 配混料中加入了抗氧剂、 金属钝化剂， 材料的寿命大大延长， 可达两年以上 ； 3、 材料韧性好， 在剥离时可经受机械力的冲击， 不破碎 ； 4、 配混料中加入流动改性剂可提高材料的加工性能， 同时加工的密封条表面光滑， 生 产的阴极铜、 锰、 锌易从表面剥离下来。 0031 本发明的配混料可采用单螺杆进行绝缘密封条的生产， 加工温度为 ： 机身 180-220， 机头 210-230。以上工艺条件可根据具体情况进行调整， 一般情况下， 最高温 度一般不要超过 240。 0032 应当指出的是， 以上实施方式是本发明比较有代表性的例子， 显然本发明的技术 方案不限于上述实施例。还可以有很多变形。本领域的普通技术人员， 从此以发明中所公 开能提到或是其联想到的， 均应认为是本专利所要保护的范围。 说 明 书 CN 102643475 A 7 。