CN104725694A - 一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料 - Google Patents

一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%～80%、无机粒子8%～15%、二异氰酸酯1%～2%、乙二醇2%～4%、相容剂3%～8%、玻璃纤维10%～25%、抗氧剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与乙二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体包覆在无机粒子表面，形成以无机粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其发挥各自优点和对聚乙烯起到良好的协同增强增韧效果，同时采用玻纤增强进一步提高了材料的力学性能、耐热性能和加工性能等。

Description

一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料。
背景技术
聚乙烯（PE）是一种质轻无毒、具有良好的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性塑料，有较高的刚性，优良的成型加工性，优异的耐湿性及化学稳定性，广泛应用于包装、化工、建筑、机械和食品加工等领域。然后，由于聚乙烯存在冲击强度较差、易脆性断裂等缺点，难以满足一些领域对性能的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种力学强度好、韧性高和加工性能优良的弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%～80%、无机粒子8%～15%、二异氰酸酯1%～2%、乙二醇2%～4%、相容剂3%～8%、玻璃纤维10%～25%、抗氧剂0.1%～1%。
所述的无机粒子为粒径在0.1μm～20μm的碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、云母、滑石粉、高岭土和硅藻土中的一种或几种的混合物。
所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）。
所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维。
所述的抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物。
上述的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将各组分按重量配比称好待用；
（2）将无机粒子和乙二醇加入料筒温度为40℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；
（3）然后在混合机中再加入聚乙烯、相容剂和抗氧剂，并在转速不低于3000转/分钟搅拌5～30分钟；
（4）再将上述混合好的物料投入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制螺杆转速在150～600转/分钟，机筒温度在180℃～250℃，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼，再进行挤出、冷却、切粒、干燥即得本发明的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与乙二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体包覆在无机粒子表面，形成以无机粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其发挥各自优点和对聚乙烯起到良好的协同增强增韧效果，同时采用玻纤增强进一步提高了材料的力学性能、耐热性能和加工性能等。
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：
一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯65%、粒径在0.1μm～20μm的碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、乙二醇3%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）5%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维15%、主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物0.5%。
制备方法：（1）将各组分按重量配比称好待用；（2）将粒径在0.1μm～20μm的碳酸钙和乙二醇加入料筒温度为40℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）和主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物，并在转速不低于3000转/分钟搅拌5～30分钟；（4）再将上述混合好的物料投入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制螺杆转速在150～600转/分钟，机筒温度在180℃～250℃，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼，再进行挤出、冷却、切粒、干燥即得本发明的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料。
实施例2：
一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯75%、粒径在0.1μm～20μm的滑石粉8%、二异氰酸酯1%、乙二醇2%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）3.5%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维10%、主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物0.5%。
制备方法：（1）将各组分按重量配比称好待用；（2）将粒径在0.1μm～20μm的滑石粉和乙二醇加入料筒温度为40℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）和主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物，并在转速不低于3000转/分钟搅拌5～30分钟；（4）再将上述混合好的物料投入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制螺杆转速在150～600转/分钟，机筒温度在180℃～250℃，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼，再进行挤出、冷却、切粒、干燥即得本发明的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料。
实施例3：
一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%、粒径在0.1μm～20μm的高岭土15%、二异氰酸酯2%、乙二醇4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）8%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维10%、主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物1%。
制备方法：（1）将各组分按重量配比称好待用；（2）将粒径在0.1μm～20μm的高岭土和乙二醇加入料筒温度为40℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（3）然后在混合机中再加入聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）和主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物，并在转速不低于3000转/分钟搅拌5～30分钟；（4）再将上述混合好的物料投入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制螺杆转速在150～600转/分钟，机筒温度在180℃～250℃，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼，再进行挤出、冷却、切粒、干燥即得本发明的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料。

Claims (6)

1.一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%～80%、无机粒子8%～15%、二异氰酸酯1%～2%、乙二醇2%～4%、相容剂3%～8%、玻璃纤维10%～25%、抗氧剂0.1%～1%。
2.根据权利要求1所述的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的无机粒子为粒径在0.1μm～20μm的碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、云母、滑石粉、高岭土和硅藻土中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）。
4.根据权利要求1所述的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168的复配物。
6.根据权利要求1所述的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将各组分按重量配比称好待用；
（2）将无机粒子和乙二醇加入料筒温度为40℃～70℃混合机中低速搅拌5～15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；
（3）然后在混合机中再加入聚乙烯、相容剂和抗氧剂，并在转速不低于3000转/分钟搅拌5～30分钟；
（4）再将上述混合好的物料投入双螺杆挤出机的主喂料口，将表面经硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制螺杆转速在150～600转/分钟，机筒温度在180℃～250℃，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼，再进行挤出、冷却、切粒、干燥即得本发明的一种弹性体包覆无机粒子填充玻纤增强的聚乙烯复合材料。
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CN107177096A (zh) * 2017-06-05 2017-09-19 岳西县同兴尼龙橡胶制品有限公司 一种碳纳米管填充聚合物注塑方法

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