发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对以上现有技术存在的缺点,提出一种纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料及其制备方法,适合用于汽车、摩托车燃油箱,具有优异的刚性和硬度,同时具有优异的耐化学腐蚀和阻隔性。
本发明解决以上技术问题的技术方案是:
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,由A、B 两组分组成;
A组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:高密度聚乙烯:30-70%,线性低密度聚乙烯:70-30%,交联剂0.1-1%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的0.1-1%),助交联剂:0.2-1.5%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的0.2-1.5%);
B组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:高密度聚乙烯:30-70%,线性低密度聚乙烯:70-30%,纳米蒙脱土:5-15%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的5-15%),滑石粉:5-10%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的5-10%),分散润滑剂:0.1-1.0%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的0.1-1.0%),表面处理剂:0.2-0.5%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的0.2-0.5%),交联剂:0.1-1%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的0.1-1%),助交联剂:0.2-1.5%(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之和的0.2-1.5%);
高密度聚乙烯密度为0.95-0.97g/cm3,熔体流动速率 5-20g/10min;线性低密度聚乙烯密度为0.93-0.94 g/cm3,熔体流动速率 5-20g/10min。
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料的制备方法,按以下步骤进行:
⑴A组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量低于600ppm, 磨粉30-50目备用;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合2-10分钟;将混合后的交联剂和助交联剂与干燥后的聚乙烯树脂在中速混合机中混合5-10分钟后,在双杆挤出机中挤出造粒,挤出温度为120-220℃,螺杆转速为200-500rpm,经挤出造粒后,磨粉50-70目并将粉料干燥至水分含量低于600ppm;
⑵B组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量低于600 ppm,磨粉30-50目,在等离子表面处理仪中表面处理15-25分钟;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合2-10分钟;将表面处理剂与滑石粉和蒙脱土粉料按一定配比,并在高速混合机中混合2-8 分钟;将混有表面处理剂的滑石粉和蒙脱土与分散润滑剂,混合的交联剂和助交联剂以及预先磨粉并表面处理的聚乙烯按一定比例称重,并在中速混合机中混合5-10分钟,然后在120-220℃,螺杆转速为200-500 rpm挤出造粒后,磨粉30-50目并将粉料干燥至水分含量低于600ppm;
⑶复合材料的制备:按比例称取A组分和B组分后,在高速混合机中充分混合5-10分钟,储存在包装内。
本发明进一步限定的技术方案是:
前述的纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,纳米蒙脱土是经过高度提纯和有机处理过的蒙脱土,片层厚度为1-5纳米,片层宽度为100-500纳米。
前述的纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,滑石粉为高度提纯的滑石粉,其尺寸为1-5微米。
前述的纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,交联剂为过氧化物型交联剂,为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷,双二四-[双(2, 4-二氯苯甲酰)过氧化物,过氧化二(4-甲基苯甲酰),过氧化二异丙苯,二(叔丁基过氧化异丙基)苯,1,1-二叔丁基甲基-3,5,5-三甲基环己烷,1,1-二叔丁基甲基-3,5,5-三甲基环己烷中的一种或几种混合。
前述的纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯,三烯丙基氰脲酸酯,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或几种混合。
前述的纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺 γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(560KH),γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH 570),硬脂酸,钛酸酯,铝酸酯,锆酸酯中的一种或几种混合。
前述的纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、PE蜡、褐煤酸、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或几种混合。
本发明的优点是:本发明所采用的基础树脂为高密度聚乙烯与线性低密度聚乙烯的复合材料,即保证了有足够的交联效率,同时最大程度上降低了结晶度的降低,使得交联后的材料具有优异的刚性和硬度,同时具有优异的耐化学腐蚀和阻隔性。
本发明所采用的交联工艺为过氧化物交联工艺,复合材料的交联度较高,与之对应的冲击,防腐和阻隔性优异,同时不需要后续蒸汽或水煮处理,工艺简单。
本发明提供的复合材料中加入了纳米蒙脱土、滑石粉复配无机离子,提高了材料的刚性、阻隔性、耐热性,同时降低了材料成本。
本发明提供的复合材料中A组分粒度小于B组分,在滚塑成型过程中,可保证A组分先熔融并粘附在模具表面,B份后熔融形成制件的内表面,这样既保证了制件可顺利脱模,又保证矿粉更多地分散在之间的内表面,提高了内表面的耐热性和阻隔性。
具体实施方式
实施例一
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,由A、B 两组分组成;
A组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 40%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 60%
交联剂 0.4%
助交联剂 0.6%;
B组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 40%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 60%
纳米蒙脱土 10%
滑石粉 5%
分散润滑剂 0.5%
表面处理剂 0.3%
交联剂 0.4%
助交联剂 0.6%;
高密度聚乙烯密度为0.95g/cm3,熔体流动速率 7g/10min;线性低密度聚乙烯密度为0.93g/cm3,熔体流动速率 7g/10min。
滑石粉为高度提纯的滑石粉,其尺寸为2微米。
交联剂为过氧化物型交联剂,为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷。助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(560KH)。分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料的制备方法,按以下步骤进行:
⑴A组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量500ppm, 磨粉35目备用;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合5分钟;将混合交联剂和助交联剂与干燥后的聚乙烯树脂在中速混合机中混合10分钟后,在双杆挤出机中挤出造粒,挤出温度为150℃,螺杆转速为400rpm,经挤出造粒后,磨粉60目并将粉料干燥至水分含量500ppm;
⑵B组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量500ppm,磨粉35目,在等离子表面处理仪中表面处理20分钟;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合5分钟;将表面处理剂与滑石粉和蒙脱土粉料按一定配比,并在高速混合机中混合5分钟;将混有表面处理剂的滑石粉和蒙脱土与分散润滑剂,混合的交联剂和助交联剂以及预先磨粉并表面处理的聚乙烯按一定比例称重,并在中速混合机中混合10分钟,然后在150℃,螺杆转速为400rpm挤出造粒后,磨粉40目并将粉料干燥至水分含量500ppm;
⑶复合材料的制备:按比例30/70称取A料、B料后,在高速混合机中充分混合10分钟,储存在包装内。
实施例一性能指标见表1。
实施例二
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,由A、B 两组分组成;
A组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 70%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 30%
交联剂 0.4%
助交联剂 0.6%;
B组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 70%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 30%
纳米蒙脱土 10%
滑石粉 5%
分散润滑剂 0.5%
表面处理剂 0.3%
交联剂 0.4%
助交联剂 0.6%;
高密度聚乙烯密度为0.95g/cm3,熔体流动速率7g/10min;线性低密度聚乙烯密度为0.93 g/cm3,熔体流动速率7g/10min。
滑石粉为高度提纯的滑石粉,其尺寸为2微米。
交联剂为过氧化物型交联剂,为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷。助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(560KH)。分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料的制备方法,按以下步骤进行:
⑴A组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量500ppm, 磨粉30目备用;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合6分钟;将混合交联剂和助交联剂与干燥后的聚乙烯树脂在中速混合机中混合8分钟后,在双杆挤出机中挤出造粒,挤出温度为200℃,螺杆转速为450rpm,经挤出造粒后,磨粉65目并将粉料干燥至水分含量450ppm;
⑵B组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量450ppm,磨粉40目,在等离子表面处理仪中表面处理15分钟;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合6分钟;将表面处理剂与滑石粉和蒙脱土粉料按一定配比,并在高速混合机中混合6分钟;将混有表面处理剂的滑石粉和蒙脱土与分散润滑剂与混合的交联剂和助交联剂以及预先磨粉并表面处理的聚乙烯按一定比例称重,并在中速混合机中混合8分钟,然后在200℃,螺杆转速为450 rpm挤出造粒后,磨粉45目并将粉料干燥至水分含量450ppm;
⑶复合材料的制备:按比例40/60称取A料、B料后,在高速混合机中充分混合8分钟,储存在包装内。
实施例二性能指标见表1。
实施例三
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,由A、B 两组分组成;
A组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 30%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 70%
交联剂 0.1%
助交联剂 1.5%;
B组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 30%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 70%
纳米蒙脱土 5%
滑石粉 10%
分散润滑剂 0.1%
表面处理剂 0.2%
交联剂 0.1%
助交联剂 0.2%;
高密度聚乙烯密度为0.95g/cm3,熔体流动速率 7g/10min;线性低密度聚乙烯密度为0.93 g/cm3,熔体流动速率7g/10min。
滑石粉为高度提纯的滑石粉,其尺寸为2微米。
交联剂为过氧化物型交联剂,为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷。助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(560KH)。分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料的制备方法,按以下步骤进行:
⑴A组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量500ppm, 磨粉40目备用;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合5分钟;将混合交联剂和助交联剂与干燥后的聚乙烯树脂在中速混合机中混合5分钟后,在双杆挤出机中挤出造粒,挤出温度为120℃,螺杆转速为200rpm,经挤出造粒后,磨粉50目并将粉料干燥至水分含量500ppm;
⑵B组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量550ppm,磨粉30目,在等离子表面处理仪中表面处理25分钟;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合5分钟;将表面处理剂与滑石粉和蒙脱土粉料按一定配比,并在高速混合机中混合5分钟;将混有表面处理剂的滑石粉和蒙脱土与分散润滑剂与混合好的交联剂和助交联剂以及预先磨粉并表面处理的聚乙烯按一定比例称重,并在中速混合机中混合5分钟,然后在120℃,螺杆转速为200rpm挤出造粒后,磨粉30目并将粉料干燥至水分含量500ppm;
⑶复合材料的制备:按比例50/50称取A料、B料后,在高速混合机中充分混合5分钟,储存在包装内。
实施例三性能指标见表1。
实施例四
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料,由A、B 两组分组成;
A组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 50%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 50%
交联剂 1%
助交联剂 0.2%;
B组分按重量百分比由以下原料组成,原料以聚乙烯数值计量:
高密度聚乙烯HDPE HMA025 50%
线性低密度聚乙烯LLDPE 735 50%
纳米蒙脱土 15%
滑石粉 8%
分散润滑剂 1.0%
表面处理剂 0.5%
交联剂 1%
助交联剂 1.5%;
高密度聚乙烯密度为0.95g/cm3,熔体流动速率7g/10min;线性低密度聚乙烯密度为0.93 g/cm3,熔体流动速率7g/10min。
滑石粉为高度提纯的滑石粉,其尺寸为2微米。
交联剂为过氧化物型交联剂,为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧)己烷,。助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(560KH)。分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料的制备方法,按以下步骤进行:
⑴A组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量400ppm,, 磨粉50目备用;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合10分钟;将混合交联剂和助交联剂与干燥后的聚乙烯树脂在中速混合机中混合7分钟后,在双杆挤出机中挤出造粒,挤出温度为220℃,螺杆转速为500rpm,经挤出造粒后,磨粉70目并将粉料干燥至水分含量400ppm;
⑵B组分的制备:将高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯预先干燥处理至水分含量400 ppm,磨粉50目,在等离子表面处理仪中表面处理20分钟;将交联剂和助交联剂按一定比例称重,并在磁力搅拌机中充分混合10分钟;将表面处理剂与滑石粉和蒙脱土粉料按一定配比,并在高速混合机中混合8 分钟;将混有表面处理剂的滑石粉和蒙脱土与分散润滑剂,混合好的交联剂和助交联剂以及预先磨粉并表面处理的聚乙烯按一定比例称重,并在中速混合机中混合7分钟,然后在220℃,螺杆转速为500rpm挤出造粒后,磨粉50目并将粉料干燥至水分含量400ppm;
⑶复合材料的制备:按比例45/55称取A料、B料后,在高速混合机中充分混合10分钟,储存在包装内。
实施例四性能指标见表1。
本发明还可以有其它实施方式,凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求保护的范围之内。