CN106700221A - 一种含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡塑软管材料领域,具体涉及一种含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料及其制备方法。所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,包括基体树脂和加工助剂,基体树脂由茂金属线性低密度聚乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、热塑性弹性体共混而成。本发明的橡塑软管料除具有良好的强度、柔韧性和加工性能之外,还具有耐摩擦、抗静电,可用于制备综合性能优良的复合橡塑软管,避免在使用过程中由于材料耐磨、强度等性能不足被外力划破、磨损快、折断的现象。将MLLDPE树脂和EVA、TPO掺混后,软管综合性能优良,同时降低了产品成本,改善了橡塑软管料的加工性能。
Description
技术领域
本发明涉及橡塑软管材料领域,具体涉及一种含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料及其制备方法。
背景技术
橡塑软管是现代工业的重要部件,广泛应用于机械制造、电气绝缘保护、家用电器制造及液体输送系统中等。随着经济和社会的发展,对橡塑软管的性能指标,比如耐磨性、弯曲性能、拉伸强度、抗静电性能等指标均有严格的要求,因此,不断的提高橡塑软管料的性能,是经济和社会发展的迫切需求,传统的橡塑软管料多存在耐磨性差、力学性能差、使用寿命短等问题,给实际使用带来很多不便,也威胁到人们的生命财产安全,急需改变原有橡塑软管料配方,改进材料性能,以适应橡塑软管市场多样性需求。
CN100557287公开了一种采油用大口径超长橡塑复合软管的生产方法,该橡塑复合软管是通过制备橡塑合金胶料、无芯挤出、制做加垫层等步骤制成的。该发明未涉及橡塑软管的耐磨性、弯曲性能等特性。该发明与本发明组份不同,由此产生的应用领域和效果不同。
发明内容
本发明提供一种含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料及其制备方法,该橡塑软管料除具有良好的耐磨性、弯曲性能、拉伸强度和抗静电性能之外,还具有气味小和优异的光泽度,可用于制备综合性能优良的橡塑软管,降低了产品成本,改善了橡塑软管料的加工性能。
本发明所述的茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,包括基体树脂和加工助剂,基体树脂由茂金属线性低密度聚乙烯MLLDPE、乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA、热塑性弹性体TPO共混而成;
所述的MLLDPE采用茂金属催化剂制备的己烯共聚线性低密度聚乙烯,共聚单体己烯摩尔百分含量为0.8-1.8%,重均分子量10-15万,熔体质量流动速率0.90-1.6g/10min,密度为0.905-0.920g/cm3;
所述的乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA的醋酸乙烯(VA)含量15%~30%;
所述的热塑性弹性体TPO的密度0.860-0.880g/cm3,熔融指数0.8-2g/min,拉伸模量2-4MPa,弯曲模量10-15MPa,邵氏硬度(A)70-80;
所述的一种含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,由如下重量份数的原料制成:
基体树脂:
MLLDPE 15-45
EVA 30-55
TPO 15-35
加工助剂:
偶联剂 1-5
抗静电剂 1-2
耐磨剂 1-3
润滑剂 0.2-0.8
分散剂 0.2-0.8
软化剂 0.2-0.8
所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
所述的抗静电剂为导电炭黑。
所述的耐磨剂是二氧化硅。
所述的润滑剂是硅酮。
所述的分散剂是石蜡。
所述的软化剂是白油。
本发明配方的意义如下:
MLLDPE的分子结构很规整,其分子间的作用力比较大,以及侧链的长度和支化度均受到严格控制,相对分子质量和共聚单体的分布都比较窄,具有良好的物理机械性能,其中包括高的拉伸强度、冲击强度、抗撕裂强度,但存在不良的加工性能。EVA提高了柔韧性、填料相溶性和热密封性能,并能降低成本,而TPO具有良好的弹性、韧性、耐候性。本发明通过MLLDPE、EVA、TPO共混,克服了茂金属加工困难的缺陷,改进了橡塑软管料的物理-机械性能和树脂加工的流变行为,扩展橡塑软管料的应用范围,提高档次,降低成本。同时,在工艺和设备上进行周密的筹划,获得最佳的效果。
采用钛酸酯偶联剂改善耐磨填充剂二氧化硅的界面性能,进一步提高填充剂的分散度和加工性能。为避免橡塑软管使用过程中静电带来的不利影响,需要在橡塑软管料体系中加入适量的抗静电剂导电炭黑。石蜡能浸润炭黑粒子,使炭黑粒子的内聚能降低,有利于炭黑均匀分散。加工助剂硅酮起润滑作用,使流动性更好。加工助剂白油可软化材料,降低硬度。
本发明的制备方法如下:先将耐磨填充剂二氧化硅用硅烷偶联剂进行表面处理,后将各组份按照比例经高搅混合后造粒,混合速度为850-1200转/分,混合温度为30-45℃,混合时间为3-5分钟,采用双螺杆挤出机造粒,在造粒过程中抽真空,真空度0.3-0.5MPa。双螺杆挤出机中螺杆的长径比影响材料的塑化性能和输送性能,本发明的螺杆长径比为28-40,优选为30-35。
本发明人通过深入研究发现,在220℃之前,随着挤出机均化温度的提高,橡塑软管料的拉伸强度也随着增强,尔后随着挤出温度的提高橡塑软管料的拉伸强度出现下降,本发明将挤出机均化段的温度控制在190℃-240℃之间,优选为220℃。
进一步研究发现,挤出机均化段的温度控制在190℃-240℃之间,螺杆转速60r/min下进行共混反应,由于反应时间短挤出物共混反应不充分;在螺杆转速20r/min时,低挤出速度有利于物料在挤出机高温段充分进行反应,但由于反应时间过长,材料会出现老化现象。本发明螺杆转速控制在30-50r/min,优选为40r/min。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明的橡塑软管料除具有良好的强度、柔韧性和加工性能之外,还具有耐摩擦、抗静电,可用于制备综合性能优良的复合橡塑软管,避免在使用过程中由于材料耐磨、强度等性能不足被外力划破、磨损快、折断的现象。将MLLDPE树脂和EVA、TPO掺混后,软管综合性能优良,同时降低了产品成本,改善了橡塑软管料的加工性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例中基体树脂:
茂金属线性低密度聚乙烯MLLDPE1018CA(埃克森美孚化工有限公司),密度为0.918g/cm3,熔体质量流动速率(190℃,2.16Kg)1.0g/10min。
乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA(山东联泓)的醋酸乙烯(VA)含量22%。
热塑性弹性体为POE(陶氏8100),熔体流动速率1.0g/10min,密度0.870g/cm3,拉伸模量2.90MPa,弯曲模量14.3MPa,邵氏硬度(A)73。
本实施例的橡塑软管料包含以下重量份的原料:茂金属线性低密度聚乙烯25,乙烯一醋酸乙烯共聚物45,热塑性弹性体25,钛酸酯偶联剂3,抗静电剂导电炭黑1.5,耐磨剂二氧化硅1.5,润滑剂硅酮0.6,分散剂石蜡0.5,软化剂白油0.5。
实施例的制备方法:
先将耐磨填充剂二氧化硅用硅烷偶联剂进行表面处理,后将各组份按照比例经高搅混合后造粒,混合速度为1000转/分,混合温度为35℃,混合时间为4分钟,采用双螺杆挤出机造粒,在造粒过程中抽真空,真空度0.4MPa。双螺杆挤出机中螺杆的长径比影响材料的塑化性能和输送性能,本实施例的螺杆长径比32。挤出机均化段的温度为220℃,螺杆转速为40r/min。
挤出造粒后直接用粒料做部分力学性能测试。粒料制成软管后进行断裂伸长率测试,软管制备采用青岛精科塑料机械有限公司生产的SGB400型橡塑软管生产设备进行。
实施例试验方法:
熔体质量流动速率(MFR):按照GB/T 3682-2000进行测试。
密度:按照GB/T 1033.2-2010进行测试,试样采用MFR测试时的挤出料条。
树脂拉伸性能按照GB/T 1040.2-2006进行测试,1B型试样。
断裂伸长率按GB/T 1040.2规定进行,拉伸速率1mm/min。
表面电阻率按照GB/T 1410进行测试。
本发明橡塑软管料的性能测试结果为:密度为0.941g/cm3,熔体流动速率1.89g/10min,拉伸强度为31.6Mpa,断裂伸长率为682%,表明电阻率107Ω。
Claims (10)
1.一种含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,包括基体树脂和加工助剂,其特征在于,所述的基体树脂由茂金属线性低密度聚乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、热塑性弹性体共混而成;
所述的茂金属线性低密度聚乙烯:共聚单体己烯摩尔百分含量为0.8-1.8%,重均分子量10-15万,熔体质量流动速率0.90-1.6g/10min,密度为0.905-0.920g/cm3;
所述的乙烯一醋酸乙烯共聚物:醋酸乙烯(VA)含量15%~30%;
所述的热塑性弹性体:密度0.860-0.880g/cm3,熔融指数0.8-2g/min,拉伸模量2-4MPa,弯曲模量10-15MPa,邵氏硬度(A)70-80;
所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料中,重量份数分别为:茂金属线性低密度聚乙烯15-45份,乙烯一醋酸乙烯共聚物30-55份,热塑性弹性体15-35份。
2.根据权利要求1所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,其特征在于:所述的加工助剂为偶联剂、抗静电剂、耐磨剂、润滑剂、分散剂和软化剂中的一种或多种,以重量份计,偶联剂1-5份,抗静电剂1-2份,耐磨剂1-3份,润滑剂0.2-0.8份,分散剂0.2-0.8份,软化剂0.2-0.8份。
3.根据权利要求2所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,其特征在于:所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求2所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,其特征在于:所述的抗静电剂为导电炭黑。
5.根据权利要求2所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,其特征在于:所述的耐磨剂为二氧化硅。
6.根据权利要求2所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,其特征在于:所述的润滑剂为硅酮。
7.根据权利要求2所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,其特征在于:所述的分散剂为石蜡。
8.根据权利要求2所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料,其特征在于:所述的软化剂为白油。
9.一种权利要求1-8任一所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料的制备方法,其特征在于:将各组份混合后造粒,混合速度为850-1200转/分,混合温度为30-45℃,混合时间为3-5分钟,采用双螺杆挤出机造粒,在造粒过程中抽真空,真空度0.3-0.5MPa。
10.根据权利要求9所述的含有茂金属线性低密度聚乙烯橡塑软管料的制备方法,其特征在于:挤出机均化段的温度190℃-240℃,螺杆转速30-50r/min。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170524 |
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