CN105733073A - 一种hdpe和pet合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种HDPE和PET合金及其制备方法，按照重量份数配比称取HDPE、PET、PC、PTW、PS、PE蜡、UHMWPE、EVA、硬脂酸铅、抗氧剂1010和EPDM，产品拉伸强度4080MPa，冲击强度4060kJ/m2；产品维卡软化点130170℃，燃烧速度26mm/min；产品强度高，弯曲强度3070MPa，弹性模量8001000MPa；断裂伸长率612%，形变回复率9999.5%，形变固定率9599%，形变回复时间0.51.5min。

Description

一种HDPE和PET合金及其制备方法
技术领域
本申请属于塑料合金材料领域，尤其涉及一种HDPE和PET合金及其制备方法。
背景技术
塑料合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。塑料合金产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本，已成为塑料工业中最为活跃的品种之一，增长十分迅速。我国塑料行业要认清形势，找准差距，抓住机遇，加大科技投入，加快发展塑料产业，努力赶上世界发展水平。
通用塑料合金，如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯合金虽然仍有着广泛的使用价值，但因其生产技术被普遍掌握，所以在国外，各大公司专门供应的多是附加值较高的工程塑料合金品种。工程塑料合金泛指工程塑料(树脂)的共混物，主要包括以PET、PA、聚甲醛、PCO、聚四氟乙烯等工程塑料为主体的共混体系。
碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯和聚丙烯腈合金而成的热可塑性塑胶，结合了两种材料的优异特性， PET的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线（UV）等性质，可广泛使用在汽车内部零件、事务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。
目前世界塑料合金产品的最大用户是汽车部件，其次是机械和电子元器件。从日本主要工程塑料合金需求结构中可以看出，汽车用塑料合金占62%，电子电气及办公自动化设备占20%，一般精密机械占6%，医疗、体育及其他占12%。从地区来看，目前北美是最大的塑料合金消费地区，占45%；其次是欧洲，占34%；亚洲和太平洋地区占21%。在北美，聚苯醚合金占塑料合金需求总量的25%以上，其中尤以PCO/PA、PCO/聚对苯二甲酸乙二醇酯和PCO/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金的需求量最大；聚碳酸酯合金占总需求量的12%以上；用于汽车最终用途的合金占99%。
我国对塑料合金的研究从20世纪60年代开始，近几年发展较快。据统计，目前我国塑料合金(含改性树脂)消费总量约为120万～140万吨，而国内供应量不足60万吨，每年进口量高达90万吨左右；而且我国塑料合金(主要是掺混树脂和改性树脂)主要应用于家电、电子、汽车等行业，与发达国家相比，我国的塑料合金应用市场还有很大的拓展空间。
随着我国经济的持续高速发展，今后几年我国塑料合金市场需求潜力巨大，尤其是电子通讯、汽车、建筑业的高速增长，将拉动我国工程塑料合金业快速发展。预计到2008年，我国五大工程塑料总需求量将达到100万吨，五大合成树脂的需求将达到5200万吨，将成为全球塑料合金最大的进口国之一。
当前我国改性塑料年总需求约为500万吨左右，约占全部塑料总消费的10%左右，其比例远远低于世界的平均水平。我国人均塑料消费量与世界发达国家相比还存在很大的差距。要想实现我国改性塑料行业的快稳发展，创新技术是未来发展的关键点。化工行业分析师认为，我国改性塑料行业目前的总体发展水平不是很高，行业内企业的生产规模普遍较小，产品市场出的初级产品多，中级产品质量不够稳定，高级产品缺乏的特点，远不能满足我国当前社会经济发展的需要。作为化工新材料领域中的一个重要组成部分，改性塑料已被国家列为重点发展的科技领域之一。自我国各项政策陆续推出将进一步推动改性塑料行业发展。汽车和家电行业是改性塑料发展的热点，两者占比约超过50%。
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度120~160℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940～0.976 g/cm3范围内；结晶度为80%～90%，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低，这一点应用时要注意。
PET主要采取注射成型法加工，其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和焊接、封接、机加工、真空镀膜等二次加工方法。成型前须充分干燥。主要应用为电子电器方面有：电气插座、电子连接器、电饭煲把手、电视偏向轭，端子台，断电器外壳、开关、马达风扇外壳、仪表机械零件、点钞机零件、电熨斗、电磁灶烤炉的配件；汽车工业中的流量控制阀、化油器盖、车窗控制器、脚踏变速器、配电盘罩；机械工业齿轮、叶片、皮带轮、泵零件、另外还有轮椅车体及轮子、灯罩外壳、照明器外壳、排水管接头、拉链、钟表零件等。
目前，我国塑料合金研究和生产两方面都还处于零星分散的状态，尚未形成规模，行业整体水平低下，与国外先进水平相差甚远。国内塑料合金生产品种结构中，高附加值的特种工程塑料合金的生产几乎处于空白，基本是通用塑料合金和改性产品的生产。2004年我国已有300多家塑料合金生产企业，估计塑料合金(含改性粒料)生产能力为70万～80万吨/年，产量在60万吨/年左右。但其中规模较大的企业只占15%，而这15%的企业产量约占全国塑料合金总产量的70%以上。企业大部分是通过塑料混炼挤出工艺生产塑料合金的加工型企业。我国塑料合金研发和加工工艺水平有待提高。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种强度高、耐冲击的HDPE和PET合金及其制备方法是非常必要的。
发明内容
解决的技术问题：
本申请针对上述技术问题，提供一种HDPE和PET合金及其制备方法，解决现有塑料合金料拉伸强度低、冲击强度低、耐热温度低等技术问题。
技术方案：
一种HDPE和PET合金，所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET10-30份；PC15-35份；PTW5-25份；PS20-40份；PE蜡4-8份；UHMWPE12-16份；EVA1-20份；硬脂酸铅2-8份；抗氧剂1010为1-5份；EPDM8-12份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET15-25份；PC20-30份；PTW10-20份；PS25-35份；PE蜡5-7份；UHMWPE13-15份；EVA5-15份；硬脂酸铅3-7份；抗氧剂1010为2-4份；EPDM9-11份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET15份；PC20份；PTW10份；PS25份；PE蜡5份；UHMWPE13份；EVA5份；硬脂酸铅3份；抗氧剂1010为2份；EPDM9份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET25份；PC30份；PTW20份；PS35份；PE蜡7份；UHMWPE15份；EVA15份；硬脂酸铅7份；抗氧剂1010为4份；EPDM11份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET20份；PC25份；PTW15份；PS30份；PE蜡6份；UHMWPE14份；EVA10份；硬脂酸铅5份；抗氧剂1010为3份；EPDM10份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述HDPE和PET合金的制备方法，包括如下步骤：
第一步：按照重量份数配比称取HDPE、PET、PC、PTW、PS、PE蜡、UHMWPE、EVA、硬脂酸铅、抗氧剂1010和EPDM；
第二步：将原料投入搅拌机混合，升温至80-100℃，混合速度为60-70r/min，混合6-10h；
第三步：混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度170-180℃、175-185℃、180-190℃、185-195℃、190-200℃，螺杆温度190-200℃，机头温度190-200℃、195-205℃、200-210℃、205-215℃、210-220℃，螺杆转速18-22r/min，投料转速40-60 r/min。
有益效果：
本发明所述一种HDPE和PET合金及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品拉伸强度40-80MPa，冲击强度40-60kJ/m2；2、产品维卡软化点130-170℃，燃烧速度2-6mm/min；3、产品强度高，弯曲强度30-70MPa，弹性模量800-1000MPa；4、断裂伸长率6-12%，形变回复率99-99.5%，形变固定率95-99%，形变回复时间0.5-1.5min，成本低廉，操作简单，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
实施例 1:
按照重量份数配比称取HDPE100份；PET10份；PC15份；PTW5份；PS20份；PE蜡4份；UHMWPE12份；EVA1份；硬脂酸铅2份；抗氧剂1010为1份；EPDM8份。
将原料投入搅拌机混合，升温至80℃，混合速度为60r/min，混合6h。
混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃、190℃，螺杆温度190℃，机头温度190℃、195℃、200℃、205℃、210℃，螺杆转速18r/min，投料转速40 r/min。
产品拉伸强度40MPa，冲击强度40kJ/m2；产品维卡软化点130℃，燃烧速度6mm/min；产品强度高，弯曲强度30MPa，弹性模量800MPa；断裂伸长率12%，形变回复率99%，形变固定率95%，形变回复时间1.5min。
实施例 2:
按照重量份数配比称取HDPE100份；PET30份；PC35份；PTW25份；PS40份；PE蜡8份；UHMWPE16份；EVA20份；硬脂酸铅8份；抗氧剂1010为5份；EPDM12份。
将原料投入搅拌机混合，升温至100℃，混合速度为70r/min，混合10h。
混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度180℃、185℃、190℃、195℃、200℃，螺杆温度200℃，机头温度200℃、205℃、210℃、215℃、220℃，螺杆转速22r/min，投料转速60 r/min。
产品拉伸强度50MPa，冲击强度45kJ/m2；产品维卡软化点140℃，燃烧速度5mm/min；产品强度高，弯曲强度40MPa，弹性模量850MPa；断裂伸长率8%，形变回复率99.1%，形变固定率96%，形变回复时间1.5min。
实施例 3:
按照重量份数配比称取HDPE100份；PET15份；PC20份；PTW10份；PS25份；PE蜡5份；UHMWPE13份；EVA5份；硬脂酸铅3份；抗氧剂1010为2份；EPDM9份。
将原料投入搅拌机混合，升温至80℃，混合速度为60r/min，混合6h。
混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度170℃、175℃、180℃、185℃、190℃，螺杆温度190℃，机头温度190℃、195℃、200℃、205℃、210℃，螺杆转速18r/min，投料转速40 r/min。
产品拉伸强度60MPa，冲击强度50kJ/m2；产品维卡软化点150℃，燃烧速度4mm/min；产品强度高，弯曲强度50MPa，弹性模量900MPa；断裂伸长率9%，形变回复率99.3%，形变固定率97%，形变回复时间1min。
实施例 4:
按照重量份数配比称取HDPE100份；PET25份；PC30份；PTW20份；PS35份；PE蜡7份；UHMWPE15份；EVA15份；硬脂酸铅7份；抗氧剂1010为4份；EPDM11份。
将原料投入搅拌机混合，升温至100℃，混合速度为70r/min，混合10h。
混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度180℃、185℃、190℃、195℃、200℃，螺杆温度200℃，机头温度200℃、205℃、210℃、215℃、220℃，螺杆转速22r/min，投料转速60 r/min。
产品拉伸强度70MPa，冲击强度55kJ/m2；产品维卡软化点160℃，燃烧速度3mm/min；产品强度高，弯曲强度60MPa，弹性模量950MPa；断裂伸长率11%，形变回复率99.4%，形变固定率98%，形变回复时间1min。
实施例 5:
按照重量份数配比称取HDPE100份；PET20份；PC25份；PTW15份；PS30份；PE蜡6份；UHMWPE14份；EVA10份；硬脂酸铅5份；抗氧剂1010为3份；EPDM10份。
将原料投入搅拌机混合，升温至90℃，混合速度为65r/min，混合8h。
混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度175℃、180℃、185℃、190℃、195℃，螺杆温度195℃，机头温度195℃、200℃、205℃、210℃、215℃，螺杆转速20r/min，投料转速50 r/min。
产品拉伸强度80MPa，冲击强度60kJ/m2；产品维卡软化点170℃，燃烧速度2mm/min；产品强度高，弯曲强度70MPa，弹性模量1000MPa；断裂伸长率12%，形变回复率99.5%，形变固定率99%，形变回复时间0.5min。
以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。
上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种HDPE和PET合金，其特征在于所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET10-30份；PC15-35份；PTW5-25份；PS20-40份；PE蜡4-8份；UHMWPE12-16份；EVA1-20份；硬脂酸铅2-8份；抗氧剂1010为1-5份；EPDM8-12份。
2.根据权利要求1所述的一种HDPE和PET合金，其特征在于所述HDPE和PET合金原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET15-25份；PC20-30份；PTW10-20份；PS25-35份；PE蜡5-7份；UHMWPE13-15份；EVA5-15份；硬脂酸铅3-7份；抗氧剂1010为2-4份；EPDM9-11份。
3.根据权利要求1所述的一种HDPE和PET合金，其特征在于所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET15份；PC20份；PTW10份；PS25份；PE蜡5份；UHMWPE13份；EVA5份；硬脂酸铅3份；抗氧剂1010为2份；EPDM9份。
4.根据权利要求1所述的一种HDPE和PET合金，其特征在于所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET25份；PC30份；PTW20份；PS35份；PE蜡7份；UHMWPE15份；EVA15份；硬脂酸铅7份；抗氧剂1010为4份；EPDM11份。
5.根据权利要求1所述的一种HDPE和PET合金，其特征在于：所述HDPE和PET合金的原料按重量份数配比如下：HDPE100份；PET20份；PC25份；PTW15份；PS30份；PE蜡6份；UHMWPE14份；EVA10份；硬脂酸铅5份；抗氧剂1010为3份；EPDM10份。
6.一种权利要求1所述HDPE和PET合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按照重量份数配比称取HDPE、PET、PC、PTW、PS、PE蜡、UHMWPE、EVA、硬脂酸铅、抗氧剂1010和EPDM；
第二步：将原料投入搅拌机混合，升温至80-100℃，混合速度为60-70r/min，混合6-10h；
第三步：混合均匀后投入双螺杆挤出机，料筒温度170-180℃、175-185℃、180-190℃、185-195℃、190-200℃，螺杆温度190-200℃，机头温度190-200℃、195-205℃、200-210℃、205-215℃、210-220℃，螺杆转速18-22r/min，投料转速40-60 r/min。
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