CN104341649A - 一种聚乙烯复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50%～80%、刚性粒子5%～15%、弹性体3%～10%、顺丁烯二酸0.5%～2%、引发剂0.1%～1%、阻燃剂8%～15%、抗静电剂0.5%～2%、润滑分散剂0.1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。本发明采用对刚性粒子预处理后与弹性体之间相互作用和发生接枝反应，形成以刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构具有协同增韧增强作用，从而大大提高了聚乙烯复合材料的冲击韧性、力学强度、刚度和耐热性等，同时具有良好的无卤、低烟、无毒的阻燃性能（氧指数达32以上）和抗静电效果（表面电阻达108 ～ 11Ω·m），而且加工性能好，成本低，处理工艺简单。

Description

一种聚乙烯复合材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种聚乙烯复合材料。
背景技术
聚乙烯（PE）具有良好的化学稳定性、耐穿刺性和冲击性能，特别是耐低温性能好，脆化温度一般可达-50℃以下；PE的加工性能很好，加工温度范围宽。但PE也有拉伸强度较低、抗蠕变性不好、耐环境应力开裂性不好、耐热性不高、易燃烧（氧指数只有17左右）、抗静电性不好等缺点，因此，PE使用前往往需对其进行必要的改性处理，使其在保持优良物理机械性能的同时，还应具有阻燃和抗静电性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核壳结构增韧和具有高强度、高阻燃和抗静电性能良好的乙烯复合材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50%～80%、刚性粒子5%～15%、弹性体3%～10%、顺丁烯二酸0.5%～2%、引发剂0.1%～1%、阻燃剂8%～15%、抗静电剂0.5%～2%、润滑分散剂0.1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。
所述的刚性粒子为粒径为0.01μm～20μm之间的碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钙中的一种。
所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、三元乙丙橡胶（EPDM）、丁腈橡胶（NBR）中的一种。
所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二苯甲酰-二甲基苯胺中的一种。
所述的阻燃剂为聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂。
所述的抗静电剂为市售的HBS-510抗静电剂或HDC-102抗静电剂。
所述的润滑分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）中的一种。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物中的一种。
上述的一种聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将刚性粒子在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，待用；
（2）按重量配比称取干燥后的刚性粒子加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和引发剂，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的弹性体，搅拌10～15分钟；
（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、阻燃剂、抗静电剂、润滑分散剂和抗氧剂，继续搅拌15～45分钟，出料；
（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种聚乙烯复合材料。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用对刚性粒子预处理后与弹性体之间相互作用和发生接枝反应，形成以刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构具有协同增韧增强作用，从而大大提高了聚乙烯复合材料的冲击韧性、力学强度、刚度和耐热性等，同时具有良好的无卤、低烟、无毒的阻燃性能（氧指数达32以上）和抗静电效果（表面电阻达108～11Ω·m），而且加工性能好，成本低，处理工艺简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：
一种聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯70%、粒径为0.01μm～20μm之间的碳酸钙10%、乙烯-辛烯共聚物（POE）5%、顺丁烯二酸1.5%、偶氮二异丁腈0.5%、聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂10%、HBS-510抗静电剂1.5%、聚乙烯蜡1%、抗氧剂1010 0.5%。
制备方法：（1）将粒径为0.01μm～20μm之间的碳酸钙在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的碳酸钙加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和偶氮二异丁腈，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的乙烯-辛烯共聚物（POE），搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂、HBS-510抗静电剂、聚乙烯蜡和抗氧剂1010，继续搅拌15～45分钟，出料；（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种聚乙烯复合材料。
实施例2：
一种聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯59%、粒径为0.01μm～20μm之间的滑石粉15%、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）5%、顺丁烯二酸2%、偶氮二异庚腈0.5%、聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂15%、HBS-510抗静电剂1.5%、EVA蜡1.2%、抗氧剂1076 0.8%。
制备方法：（1）将粒径为0.01μm～20μm之间的滑石粉在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的滑石粉加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和偶氮二异庚腈，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS），搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂、HBS-510抗静电剂、EVA蜡和抗氧剂1076，继续搅拌15～45分钟，出料；（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种聚乙烯复合材料。
实施例3：
一种聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯75%、粒径为0.01μm～20μm之间的氢氧化镁8%、三元乙丙橡胶（EPDM）3%、顺丁烯二酸0.8%、过氧化二苯甲酰-二甲基苯胺0.2%、聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂10%、HDC-102抗静电剂1.2%、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）1%、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物0.8%。
制备方法：（1）将粒径为0.01μm～20μm之间的氢氧化镁在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的氢氧化镁加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和过氧化二苯甲酰-二甲基苯胺，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的三元乙丙橡胶（EPDM），搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂、HDC-102抗静电剂、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）和抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物，继续搅拌15～45分钟，出料；（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种聚乙烯复合材料。

Claims (9)

1.一种聚乙烯复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50%～80%、刚性粒子5%～15%、弹性体3%～10%、顺丁烯二酸0.5%～2%、引发剂0.1%～1%、阻燃剂8%～15%、抗静电剂0.5%～2%、润滑分散剂0.1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的刚性粒子为粒径为0.01μm～20μm之间的碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钙中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、三元乙丙橡胶（EPDM）、丁腈橡胶（NBR）中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二苯甲酰-二甲基苯胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为聚磷酸胺（PPA）80wt%与硼酸锌20wt%组成的复合阻燃剂。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的抗静电剂为市售的HBS-510抗静电剂或HDC-102抗静电剂。
7.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的润滑分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将刚性粒子在100℃～120℃的温度下干燥1～2小时，待用；
（2）按重量配比称取干燥后的刚性粒子加入料筒温度为25℃～70℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的顺丁烯二酸和引发剂，搅拌10～60分钟，再加入按重量配比称取的弹性体，搅拌10～15分钟；
（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、阻燃剂、抗静电剂、润滑分散剂和抗氧剂，继续搅拌15～45分钟，出料；
（4）将步骤（3）的混合料加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种聚乙烯复合材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105199202A (zh) * 2015-10-14 2015-12-30 裴秀琴 一种聚乙烯复合材料及其制备方法
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