CN105482228A - 一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105482228A CN105482228A CN201610010316.8A CN201610010316A CN105482228A CN 105482228 A CN105482228 A CN 105482228A CN 201610010316 A CN201610010316 A CN 201610010316A CN 105482228 A CN105482228 A CN 105482228A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nano
- polyethylene
- nano modification
- matrix material
- masterbatch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
- C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2323/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2451/00—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
- C08J2451/06—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/18—Applications used for pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/06—Properties of polyethylene
- C08L2207/062—HDPE
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/06—Properties of polyethylene
- C08L2207/066—LDPE (radical process)
Abstract
本发明提供一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用,在本发明中聚乙烯纳米改性复合材料采用聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂制备得到纳米改性母料,该纳米改性母料中由于分散有纳米碳酸钙和纳米二氧化硅,使得纳米改性母料具有良好的机械性能,此外,硅烷偶联剂能够增强纳米碳酸钙和纳米二氧化硅与聚乙烯材料的相容性,使其具有更好的分散效果,利用原位接枝插层技术得到具有插层结构的聚乙烯纳米改性复合材料,实现聚乙烯与无机物的纳米复合,从而有效提高聚乙烯塑料的力学性能、耐热性及耐老化性等。
Description
技术领域
本发明属于纳米改性复合材料领域,涉及一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚乙烯由于质轻、无毒,具有优异的介电性能、化学稳定性和抗腐蚀等优点,且价格低廉,成型加工容易,可广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。随着科学技术的不断发展,对于聚乙烯材料的性能提出了更高的要求,希望其具有更加优良的力学性能和耐热耐老化性能。因此,对于聚乙烯的改性时目前研究的热点。
CN103881187A公开了一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料,其组分按质量百分数配比为:聚乙烯50%~70%、纳米碳纤维3%~15%、填料15%~40%、相容剂2%~5%、分散剂0.1%~2%、偶联剂0.1%~1%、抗氧剂0.1%~1%、其它添加剂0.1%~1%。该发明制得的纳米碳纤维改性聚乙烯材料,具有高强度、高弹性、高刚度和显著提高抗静电能力。
CN1817954A公开了一种聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法,其复合材料的制备工艺步骤为:在反应器中通入氮气,然后将聚烯烃、未改性层状硅酸盐、第一单体、第二单体、第三单体、引发剂,浸泡溶胀,经搅拌后将产物真空状态下干燥得到改性母料,将母料、聚烯烃混合均匀,混炼得到聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料。然而该材料的力学性能并不是很好,此外其耐热耐老化性能一般。
因此,在本领域中,期望得到一种具有更加优良的机械性能以及具有良好耐热耐老化性能的聚乙烯复合材料。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,本发明提供一种聚乙烯纳米改性复合材料,所述聚乙烯纳米改性复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到,所述纳米改性母料由以下重量份的组分制备得到:
在本发明中聚乙烯纳米改性复合材料采用聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂制备得到纳米改性母料,该纳米改性母料中由于分散有纳米碳酸钙和纳米二氧化硅,使得纳米改性母料具有良好的机械性能,此外,硅烷偶联剂能够增强纳米碳酸钙和纳米二氧化硅与聚乙烯材料的相容性,使其具有更好的分散效果,以获得更加优异的性能。
在本发明的纳米改性母料的制备原料中,聚乙烯的用量为70-90重量份,例如71重量份、73重量份、75重量份、78重量份、80重量份、82重量份、84重量份、86重量份、88重量份或89重量份。
在本发明的纳米改性母料的制备原料中,纳米碳酸钙的用量为5-8重量份,例如5.4重量份、5.8重量份、6重量份、6.3重量份、6.5重量份、6.8重量份、7重量份、7.3重量份、7.5重量份或7.8重量份。
在本发明的纳米改性母料的制备原料中,纳米二氧化硅的用量为10-15重量份,例如10.4重量份、10.8重量份、11重量份、11.3重量份、11.5重量份、11.8重量份、12重量份、12.5重量份、12.8重量份、13重量份、13.5重量份、13.8重量份、14重量份、14.3重量份、14.5重量份或14.8重量份。
在本发明的纳米改性母料的制备原料中,硅烷偶联剂的用量为5-15重量份,例如5.5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份或14重量份。
在本发明的纳米改性母料的制备原料中,第一单体的用量为10-30重量份,例如11重量份、13重量份、15重量份、17重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份或29重量份。
在本发明的纳米改性母料的制备原料中,第二单体的用量为10-30重量份,例如11重量份、13重量份、15重量份、17重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份或29重量份。
在本发明的纳米改性母料的制备原料中,引发剂的用量为0.3-3重量份,例如0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份、1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.3重量份、2.5重量份或2.8重量份。
优选地,所述聚乙烯为高密度聚乙烯或低密度聚乙烯
优选地,所述纳米碳酸钙的平均粒径为10-100nm,例如15nm、20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm或95nm,优选60-100nm。
优选地,其特征在于,所述纳米二氧化硅的平均粒径为10-100nm,例如15nm、20nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm或95nm,优选10-50nm。
优选地,所述第一单体为马来酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸中的任意一种,优选马来酸酐。
优选地,所述第二单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或α-甲基苯乙烯,优选苯乙烯。
优选地,所述引发剂为过氧化物类引发剂,优选为过氧苯甲酰或过氧化二异丙苯。
在本发明中,所述聚乙烯纳米改性复合材料中纳米改性母料与聚乙烯的质量比为(1-3):(8-9),例如1:8、1.5:8、1:9、1.5:9、2:8、2.5:8、3:8、3.5:8、2:9、2.5:9或3:9。
在本发明所述的聚乙烯纳米改性复合材料中,纳米改性母料由以下方法制备得到:在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在10-25℃溶胀10-20min,而后在80-100℃下搅拌反应0.5-5小时,产物干燥得到所述纳米改性母料。
在纳米改性母料的制备方法中,所述溶胀温度可以为11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃或24℃;溶胀时间可以为11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min或19min;所述反应温度可以为81℃、82℃、84℃、86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、95℃、97℃或99℃;所述搅拌时间可以为0.6小时、0.8小时、1小时、1.3小时、1.5小时、1.8小时、2小时、2.3小时、2.5小时、2.8小时、3小时、3.5小时、3.8小时、4小时、4.3小时、4.5小时或4.8小时。
另一方面,本发明提供如第一方面所述的聚乙烯纳米改性复合材料的制备方法,所述方法为:制备纳米改性母料,将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,混炼,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
在本发明聚乙烯纳米改性复合材料的制备方法中,所述混炼在双螺杆挤出机中进行。
优选地,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300℃,例如210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃或290℃。
优选地,所述双螺杆挤出机的螺杆转速为250-400r/min,例如255r/min、260r/min、270r/min、280r/min、290r/min、300r/min、320r/min、340r/min、360r/min、380r/min或390r/min。
作为本发明的优选技术方案,所述聚乙烯纳米改性复合材料的制备方法包括以下步骤:
(1)在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在10-25℃溶胀10-20min,而后在80-100℃下搅拌反应0.5-5小时,产物干燥得到纳米改性母料;
(2)将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300℃,螺杆转速为250r/min-400r/min,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
在本发明的制备方法中,利用原位接枝插层技术,在有机单体进入纳米碳酸钙和纳米二氧化硅层间的同时,与聚乙烯进行固相接枝,从而得到具有插层结构的聚乙烯纳米改性复合材料,在该过程中,硅烷偶联剂可以增强纳米碳酸钙和纳米二氧化硅与聚乙烯材料的相容性,实现原料间的更好分散以及聚乙烯与无机物的纳米复合,从而有效提高聚乙烯塑料的力学性能、耐热性及耐老化性等。
另一方面,本发明提供了第一方面所述的聚乙烯纳米改性复合材料在塑料管材中的应用。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
在本发明中聚乙烯纳米改性复合材料采用聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂制备得到纳米改性母料,该纳米改性母料中由于分散有纳米碳酸钙和纳米二氧化硅,使得纳米改性母料具有良好的机械性能,此外,硅烷偶联剂能够增强纳米碳酸钙和纳米二氧化硅与聚乙烯材料的相容性,使其具有更好的分散效果,利用原位接枝插层技术得到具有插层结构的聚乙烯纳米改性复合材料,实现聚乙烯与无机物的纳米复合,本发明制备的聚乙烯纳米改性复合材料的拉伸强度可高达175-185MPa,弯曲强度高达182-197MPa,具有良好的机械性能,并且其热变形温度高达165-175℃,热老化150℃下1000h以上不脆,具有优良的耐热耐老化性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中,由所述聚乙烯纳米改性复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到,所述纳米改性母料与聚乙烯的质量比为1:9,所述纳米改性母料由以下重量份的组分制备得到:
制备方法如下:
(1)在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在25℃溶胀10min,而后在100℃下搅拌反应0.5小时,产物干燥得到纳米改性母料;
(2)将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为300℃,螺杆转速为400r/min,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
实施例2
在本实施例中,由所述聚乙烯纳米改性复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到,所述纳米改性母料与聚乙烯的质量比为2:8,所述纳米改性母料由以下重量份的组分制备得到:
制备方法如下:
(1)在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在20℃溶胀15min,而后在80℃下搅拌反应5小时,产物干燥得到纳米改性母料;
(2)将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200℃,螺杆转速为300r/min,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
实施例3
在本实施例中,由所述聚乙烯纳米改性复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到,所述纳米改性母料与聚乙烯的质量比为3:8,所述纳米改性母料由以下重量份的组分制备得到:
制备方法如下:
(1)在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在10℃溶胀20min,而后在90℃下搅拌反应3小时,产物干燥得到纳米改性母料;
(2)将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为250℃,螺杆转速为250r/min,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
实施例4
在本实施例中,由所述聚乙烯纳米改性复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到,所述纳米改性母料与聚乙烯的质量比为3:9,所述纳米改性母料由以下重量份的组分制备得到:
制备方法如下:
(1)在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在25℃溶胀15min,而后在80℃下搅拌反应4小时,产物干燥得到纳米改性母料;
(2)将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200℃,螺杆转速为400r/min,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
实施例5
在本实施例中,由所述聚乙烯纳米改性复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到,所述纳米改性母料与聚乙烯的质量比为2:9,所述纳米改性母料由以下重量份的组分制备得到:
制备方法如下:
(1)在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在25℃溶胀10min,而后在100℃下搅拌反应2小时,产物干燥得到纳米改性母料;
(2)将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为300℃,螺杆转速为250r/min,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
对比例1
与实施例1的不同之处在于,纳米改性母料的原料中不使用纳米碳酸钙和纳米二氧化硅,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例1相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例1相同,制备方法以及条件均与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的不同之处在于,纳米改性母料的原料中不使用纳米碳酸钙,纳米二氧化硅的用量为18重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例1相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例1相同,制备方法以及条件均与实施例1相同。
对比例3
与实施例1的不同之处在于,纳米改性母料的原料中不使用纳米二氧化硅,纳米碳酸钙的用量为18重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例1相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例1相同,制备方法以及条件均与实施例1相同。
对比例4
与实施例1的不同之处在于,纳米改性母料的原料中纳米碳酸钙的用量为10重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例1相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例1相同,制备方法以及条件均与实施例1相同。
对比例5
与实施例3的不同之处在于,纳米改性母料的原料中纳米碳酸钙的用量为3重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例3相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例3相同,制备方法以及条件均与实施例3相同。
对比例6
与实施例1的不同之处在于,纳米改性母料的原料中纳米二氧化硅的用量为8重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例1相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例1相同,制备方法以及条件均与实施例1相同。
对比例7
与实施例3的不同之处在于,纳米改性母料的原料中纳米二氧化硅的用量为17重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例3相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例3相同,制备方法以及条件均与实施例3相同。
对比例8
与实施例1的不同之处在于,纳米改性母料的原料中不使用硅烷偶联剂,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例1相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例1相同,制备方法以及条件均与实施例1相同。
对比例9
与实施例1的不同之处在于,纳米改性母料的原料中硅烷偶联剂的用量为17重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例1相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例1相同,制备方法以及条件均与实施例1相同。
对比例10
与实施例2的不同之处在于,纳米改性母料的原料中硅烷偶联剂的用量为3重量份,除此之外其余原料的选择以及原料用量均与实施例2相同,纳米改性母料与聚乙烯的质量比也与实施例2相同,制备方法以及条件均与实施例2相同。
对实施例1-5以及对比例1-10制备得到的复合材料按标准尺寸注塑成测试用的标准样条,其性能按国家标准测试,结果如表1所示。
表1
由表1可以看出,本发明制备的聚乙烯纳米改性复合材料的拉伸强度可高达175-185MPa,弯曲强度高达182-197MPa,具有良好的机械性能,并且其热变形温度高达165-175℃,热老化150℃下1000h以上不脆,具有优良的耐热耐老化性能。而如果在纳米改性母料的原料中不使用纳米碳酸钙和纳米二氧化硅(对比例1),则得到的复合材料的性能明显下降,当在纳米改性母料的原料中使用纳米碳酸钙和纳米二氧化硅其中的一者时(对比例2和3),虽然得到的复合材料的机械性能和耐热耐老化相比不加入二者的复合材料的性能有所改善,但是改善不明显,可见二者对于增强复合材料的性能具有协同作用。此外,如果二者的用量过多或过少(对比例4-7),则其复合材料的性能仍然不能得到有效的提高。此外,如果纳米改性母料的原料中不使用硅烷偶联剂(对比例8),则会使得聚乙烯与纳米无机材料之间的相容性较差,分散性得不到优化,从而使得复合材料的性能不能显著提升,并且如果硅烷偶联剂用量过少或过多(对比例9-10),其改善效果不明显。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种聚乙烯纳米改性复合材料,其特征在于,所述聚乙烯纳米改性复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到,所述纳米改性母料由以下重量份的组分制备得到:
2.根据权利要求1所述的聚乙烯纳米改性复合材料,其特征在于,所述聚乙烯为高密度聚乙烯或低密度聚乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯纳米改性复合材料,其特征在于,所述纳米碳酸钙的平均粒径为10-100nm,优选60-100nm;
优选地,其特征在于,所述纳米二氧化硅的平均粒径为10-100nm,优选10-50nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚乙烯纳米改性复合材料,其特征在于,所述第一单体为马来酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸中的任意一种,优选马来酸酐;
优选地,所述第二单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或α-甲基苯乙烯,优选苯乙烯;
优选地,所述引发剂为过氧化物类引发剂,优选为过氧苯甲酰或过氧化二异丙苯。
5.根据权利要求1-5中任一项所述的聚乙烯纳米改性复合材料,其特征在于,所述聚乙烯纳米改性复合材料中纳米改性母料与聚乙烯的质量比为(1-3):(8-9)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚乙烯纳米改性复合材料,其特征在于,纳米改性母料由以下制方法制备得到:在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在10-25℃溶胀10-20min,而后在80-100℃下搅拌反应0.5-5小时,产物干燥得到所述纳米改性母料。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚乙烯纳米改性复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法为:制备纳米改性母料,将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,混炼,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述混炼在双螺杆挤出机中进行;
优选地,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300℃;
优选地,所述双螺杆挤出机的螺杆转速为250-400r/min。
9.根据权利要求7或8所述的聚乙烯纳米改性复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)在氮气保护下,将聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂在10-25℃溶胀10-20min,而后在80-100℃下搅拌反应0.5-5小时,产物干燥得到纳米改性母料;
(2)将纳米改性母料与聚乙烯混合均匀,在双螺杆挤出机中混炼,所述双螺杆挤出机螺杆区域的预热温度为200-300℃,螺杆转速为250-400r/min,得到所述聚乙烯纳米改性复合材料。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的聚乙烯纳米改性复合材料在塑料管材中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610010316.8A CN105482228A (zh) | 2016-01-05 | 2016-01-05 | 一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610010316.8A CN105482228A (zh) | 2016-01-05 | 2016-01-05 | 一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105482228A true CN105482228A (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=55669517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610010316.8A Pending CN105482228A (zh) | 2016-01-05 | 2016-01-05 | 一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105482228A (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105860263A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-17 | 无锡市长安曙光手套厂 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN106336553A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-18 | 安庆市悦发管业有限公司 | 一种层状硅酸盐改性的pe波纹管材及其制备方法 |
CN106366414A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 河北汇锐管业有限公司 | 一种高韧性、高强度的聚烯烃管道及其制备方法 |
CN106519394A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-03-22 | 无锡明盛纺织机械有限公司 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN106750894A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-31 | 无锡明盛纺织机械有限公司 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN107189208A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-22 | 俞惠英 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN107513203A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-26 | 安徽依采妮纤维材料科技有限公司 | 一种接枝改性纳米二氧化硅填充塑料复合材料的制备方法 |
CN109517109A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-03-26 | 宁波工程学院 | 蒙脱土纳米反应器缓释引发剂制备聚丙烯接枝材料的方法 |
CN110483877A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-22 | 上海心尔新材料科技股份有限公司 | 一种聚烯烃与纳米碳酸钙复合母料及其生产方法 |
CN111621076A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种用于紫外光交联的新型纳米杂化光交联剂的制备方法 |
CN113005810A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 佛山市南海区新永泰胶粘制品有限公司 | 一种复合材料及其制备方法和应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1796447A (zh) * | 2004-12-24 | 2006-07-05 | 上海化工研究院 | 一种纳米超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法 |
CN1834147A (zh) * | 2006-03-03 | 2006-09-20 | 中山大学 | 一种反应性纳米无机粒子/聚合物复合材料 |
CN1948379A (zh) * | 2006-04-20 | 2007-04-18 | 上海化工研究院 | 一种增强改性的超高分子量聚乙烯/聚丙烯复合材料 |
CN101838414A (zh) * | 2010-03-26 | 2010-09-22 | 中山大学 | 一种取向纳米无机粒子/热塑性聚合物复合材料的制备方法 |
CN102179920A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-09-14 | 中山大学 | 一种高强度聚合物复合材料的制备方法 |
-
2016
- 2016-01-05 CN CN201610010316.8A patent/CN105482228A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1796447A (zh) * | 2004-12-24 | 2006-07-05 | 上海化工研究院 | 一种纳米超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法 |
CN1834147A (zh) * | 2006-03-03 | 2006-09-20 | 中山大学 | 一种反应性纳米无机粒子/聚合物复合材料 |
CN1948379A (zh) * | 2006-04-20 | 2007-04-18 | 上海化工研究院 | 一种增强改性的超高分子量聚乙烯/聚丙烯复合材料 |
CN101838414A (zh) * | 2010-03-26 | 2010-09-22 | 中山大学 | 一种取向纳米无机粒子/热塑性聚合物复合材料的制备方法 |
CN102179920A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-09-14 | 中山大学 | 一种高强度聚合物复合材料的制备方法 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105860263A (zh) * | 2016-05-05 | 2016-08-17 | 无锡市长安曙光手套厂 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN106366414B (zh) * | 2016-08-31 | 2018-11-20 | 河北汇锐管业有限公司 | 一种高韧性、高强度的聚烯烃管道及其制备方法 |
CN106336553A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-18 | 安庆市悦发管业有限公司 | 一种层状硅酸盐改性的pe波纹管材及其制备方法 |
CN106366414A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-01 | 河北汇锐管业有限公司 | 一种高韧性、高强度的聚烯烃管道及其制备方法 |
CN106519394A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-03-22 | 无锡明盛纺织机械有限公司 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN106750894A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-31 | 无锡明盛纺织机械有限公司 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN107189208A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-09-22 | 俞惠英 | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN107513203A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-26 | 安徽依采妮纤维材料科技有限公司 | 一种接枝改性纳米二氧化硅填充塑料复合材料的制备方法 |
CN109517109A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-03-26 | 宁波工程学院 | 蒙脱土纳米反应器缓释引发剂制备聚丙烯接枝材料的方法 |
CN110483877A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-22 | 上海心尔新材料科技股份有限公司 | 一种聚烯烃与纳米碳酸钙复合母料及其生产方法 |
CN111621076A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种用于紫外光交联的新型纳米杂化光交联剂的制备方法 |
CN113005810A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 佛山市南海区新永泰胶粘制品有限公司 | 一种复合材料及其制备方法和应用 |
CN113005810B (zh) * | 2021-02-08 | 2022-06-24 | 佛山市南海区新永泰胶粘制品有限公司 | 一种复合材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105482228A (zh) | 一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用 | |
CN107383545A (zh) | 一种改性白石墨烯复合聚乙烯管材及其制备方法 | |
CN101392070B (zh) | 一种pvc加工助剂的工业化制备方法 | |
CN106750894A (zh) | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
CN106519394A (zh) | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
CN105367867A (zh) | 一种增强型聚烯烃/粘土纳米复合材料及其制备方法 | |
CN105860263A (zh) | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
CN104031418A (zh) | 一种分散度高的改性碳酸钙及其制备方法 | |
CN113816671A (zh) | 一种a级防火石墨复合保温板材料及其制备方法 | |
CN107189208A (zh) | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
CN109734384B (zh) | 一种改性碳纳米管增强水泥基复合浆料及其制备方法 | |
CN105385070A (zh) | 基于纳米碳酸钙的电线电缆皮的加工工艺 | |
CN111154179A (zh) | 聚丙烯基亲水冷却塔填料及其制备方法 | |
CN109054153A (zh) | 一种耐腐蚀高密度聚乙烯给水管及其制备方法 | |
CN108912555A (zh) | 一种高耐候性pvc墙板的制备方法 | |
CN106947165A (zh) | 一种高强度耐热聚丙烯塑料管材及其制备方法 | |
CN104130593B (zh) | 一种疏水亲油表面改性的碳酸钙及其制备方法 | |
CN107141567A (zh) | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
CN107189211A (zh) | 一种纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
CN106381106A (zh) | 一种板材用环保生态耐候型玉米蛋白与水玻璃复合胶黏剂 | |
CN107216478B (zh) | 一种乙烯-醋酸乙烯共聚乳液表面改性的聚氯乙烯树脂及其表面改性方法 | |
CN111620981A (zh) | 一种改性蒙脱土增强聚乙烯的复合材料及其在家具中的应用 | |
CN101225145A (zh) | 一种接枝淀粉纳米复合材料的制造方法 | |
CN110734589A (zh) | 一种改性石墨烯制备乳聚丁苯橡胶的方法 | |
CN107698840A (zh) | 一种利用云母改性聚乙烯制成的瓶盖 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160413 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |