CN108276641A - 一种聚乙烯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯及其制备方法,包括以下重量份数比的组分:聚乙烯纤维20‑30份,聚乙烯蜡10‑15份,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂5‑10份,三聚甲醛3‑5份,碳纤维2‑3份,活性炭粉末1‑2份。本发明通过聚乙烯蜡、三聚甲醛的加入,有效增强了聚乙烯的耐热性和抗老化性能,使用寿命长;碳纤维还可极大程度的提高聚乙烯的韧性,使得聚乙烯能够适应电缆等需要高韧性的材料的制备,适用范围更广。

Description

一种聚乙烯及其制备方法
技术领域
本发明属于聚乙烯加工技术领域,尤其是涉及一种聚乙烯及其制备方法。
背景技术
聚乙烯由于其优异的耐低温、稳定性强、吸水性小等特性,被广泛应用于塑料注塑、片材加工、管材加工、电线加工、电缆加工等领域。但目前的聚乙烯在抗老化、韧性等方面的性能依旧较差,难以满足上述领域生产的需求,制得的产品使用寿命短。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足,提供一种韧性高、使用寿命长的聚乙烯及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种聚乙烯,包括以下重量份数比的组分:聚乙烯纤维20-30份,聚乙烯蜡10-15份,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂5-10份,三聚甲醛3-5份,碳纤维2-3份,活性炭粉末1-2份。本发明中通过在聚乙烯中加入聚乙烯蜡、三聚甲醛,有效增强了产品的抗氧化和耐热性能,从而极大程度的增强了聚乙烯的耐热性和抗老化性能,使用寿命长;且活性炭粉末可对紫外线进行吸收,进而避免聚乙烯出现发黄的情况,进一步延长产品的使用寿命;碳纤维还可极大程度的提高聚乙烯的韧性,使得聚乙烯能够适应电缆等需要高韧性的材料的制备,适用范围更广。
进一步的,所述活性炭粉末的制备方法如下:将活性炭于90-110℃下烘干,之后送入研磨机研磨过60-80目筛后制得活性炭粉末。
本发明还公开了上述聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚乙烯纤维,聚乙烯蜡,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,三聚甲醛按重量份数比称取后投入混合设备,于120-150℃下混合搅拌1-2h;
(2)将碳纤维,活性炭粉末按重量份数比投入至混合设备内,并将温度降低至80-90℃,混合搅拌30-40min,得到胶状原料;
(3)将胶状原料采用挤出机挤出造粒,制得聚乙烯。
本发明中将原料进行分批投放,且在投放碳纤维,活性炭粉末时对混合机进行了降温处理,从而有效避免碳纤维,活性炭粉末在高温下被破坏,最大程度的保持了其特性,从而保证制备得到的聚乙烯具有良好的抗老化性能和韧性。
进一步的,所述降温过程采用3℃/min的速度进行。
进一步的,所述挤出机的温度维持在140-240℃。
进一步的,所述混合设备的混合搅拌速度为40-60r/min
进一步的,所述混合设备包括罐体、搅拌腔、主轴、叶片、驱动所述主轴转动的驱动电机、设于所述搅拌腔内可上下动作的活动轴、与所述活动轴相配合的辅助搅拌组件及用于驱动所述活动轴动作的驱动组件;通过在搅拌腔内设置能够上下动作的活动轴和辅助搅拌组件,当活动轴上下动作时能够带动辅助搅拌组件一起动作,进而增强了对物料的搅拌效果,使得罐体内的物料能够混合的更加均匀,提高制备制得的产品的最终性能,各物料分布的更为均匀,进一步提高制备得到的产品的抗老化和韧性。
进一步的,所述驱动组件包括设于所述罐体内与所述搅拌腔相连通的容纳腔、设于所述容纳腔内的固定轴、活动插设于所述固定轴内并与所述主轴止转配合的连接轴及通过一减速机构与所述连接轴传动连接的转盘;所述转盘活动套设于所述固定轴上,所述活动轴的一端穿设于所述容纳腔内并与所述转盘相抵,所述转盘上设有与所述活动轴相配合的升降支撑部;当主轴转动时能够带动与主轴止转配合的连接轴一起转动,进而通过减速机构带动转盘转动,由于活动轴底端与转盘相抵触,进而在转盘转动时,通过转盘上升降支撑部对活动轴的支撑作用使得活动轴发生上下移动;无需设置多个动力源分别驱动活动轴上下,仅设置一个驱动件即可同时驱动搅拌轴、活动轴动作,实现节能减耗;其次,多个活动周在转盘的驱动下可实现同步的上下动作,进而在搅拌室产生的紊流程度更大,搅拌效果更好。
综上所述,本发明通过聚乙烯蜡、三聚甲醛的加入,有效增强了聚乙烯的耐热性和抗老化性能,使用寿命长;且活性炭粉末可对紫外线进行吸收,进而避免聚乙烯出现发黄的情况,进一步延长产品的使用寿命;碳纤维还可极大程度的提高聚乙烯的韧性,使得聚乙烯能够适应电缆等需要高韧性的材料的制备,适用范围更广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部放大图。
图3为图2中A处放大图。
图4为图2中B处放大图。
图5为图2中C处放大图。
图6为图2中D处放大图。
图7为图2中E处放大图。
图8为本发明的转盘正视图。
图9为图8中沿A-A线剖视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
一种聚乙烯,包括以下重量份数比的组分:聚乙烯纤维20份,聚乙烯蜡10份,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂5份,三聚甲醛3份,碳纤维2份,活性炭粉末1份;所述活性炭粉末的制备方法如下:将活性炭于90℃下烘干,之后送入研磨机研磨过60目筛后制得活性炭粉末。
一种聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚乙烯纤维,聚乙烯蜡,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,三聚甲醛按重量份数比称取后投入混合设备,于120℃下混合搅拌1h;(2)将碳纤维,活性炭粉末按重量份数比投入至混合设备内,并以3℃/min的速度进行降温,将温度降低至80℃,之后混合搅拌30min,混合设备的混合搅拌速度为40r/min,得到胶状原料;(3)将胶状原料采用挤出机挤出造粒,挤出机的温度维持在140℃,制得聚乙烯;所述挤出机为现有技术,不再赘述。
如图1-9所示,所述混合设备包括罐体1、设于该罐体内的搅拌腔11、主轴12、设置在该主轴上的搅拌叶片13及驱动所述主轴12转动的驱动电机14,进一步的,还包括设于所述搅拌腔11内可上下动作的活动轴2、与所述活动轴相配合的辅助搅拌组件3及用于驱动所述活动轴动作的驱动组件4。
进一步的,所述辅助搅拌组件3包括底端焊接在所述搅拌腔11底壁上供所述活动轴2穿过的固定圆筒15、设于所述固定圆筒上的开槽151、一端穿过所述开槽151并与所述活动轴2活动连接的金属连接杆16及设于所述连接杆16另一端的矩形搅拌板17,具体的,所述开槽为4个,4个开槽沿固定圆筒15的周向间隔均匀设置,金属连接杆通过转轴活动连接在活动轴侧壁上,进而当活动轴发生上下移动时,在杠杆的原理下能够带着搅拌板发生翻转,进而将位于搅拌腔底部的物料搅动起来,使得罐体内的物料混合的更加均匀。
进一步的,所述驱动组件4包括设于所述罐体1内与所述搅拌腔11相连通的容纳腔5、设于所述容纳腔5内的固定轴41、活动插设于所述固定轴41内并与所述主轴12止转配合的连接轴42及通过一减速机构与所述连接轴42传动连接的转盘43;具体的,所述容纳腔处在搅拌腔的下方,所述搅拌腔底壁上设有连通所述搅拌腔11和容纳腔5的通道,所述固定轴41底端与容纳腔的底壁固连,顶端设置有供所述连接轴一端放置的圆柱形空腔411,所述连接轴42底端放置在固定轴的空腔411内,其顶端穿过通道突出至搅拌腔11内,且连接轴和通道内壁之间设置有轴承,进一步的,所述连接轴42的顶端设置有供所述主轴插接的插接槽421,所述插接槽421侧壁上沿周向方向上间隔均匀设置有4个止转槽,所述主轴的底部的侧壁上设置有4个止转块,当主轴的底端插接到连接轴的插接槽内时,止转块能卡入到止转槽内,进而实现连接轴和主轴的止转配合,从而保证主轴在转动时能带动连接轴一起转动,具体的,连接轴底端和空腔底壁之间还设置有滚珠。
进一步的,所述转盘43通过一轴承活动套设于所述固定轴41上,所述活动轴2部分竖直设置在搅拌腔11内,且其底端穿过搅拌腔底部后伸入至容纳腔内5内并与所述转盘43相抵,所述转盘43上设有与所述活动轴2相配合的升降支撑部,具体的,所述升降支撑部包括沿所述转盘43周向间隔设置的4块弧形凸块431,所述弧形凸块两侧为倾斜面设置,且分别由下向上倾斜,当转盘43在连接轴42的带动下绕固定轴的中心轴线旋转时,活动轴2的底端首先与弧形凸块431一侧上的倾斜面接触并发生相对滑动,进而在该倾斜面的推动下向上移动,随着转盘的继续转动,活动轴的底端会与弧形凸块另一侧的倾斜面相接触并发生相对滑动,进而实现活动轴的下移。
为了减小转盘在转动时,活动轴受到的摩擦阻力,在所述活动轴2底端设有减摩擦组件,具体的,所述减摩擦组件包括设于所述活动轴2上的安置槽21、设于所述安置槽21内的第一滚珠22及与所述第一滚珠22相配合的固定圆环23和限位圆环24,所述固定圆环23内周圈直径大于第一滚珠22直径,所述限位圆环24内周圈直径小于第一滚珠22直径,所述固定圆环和限位圆环分别通过螺栓固定在活动轴的底端,通过安置槽和固定圆环的设置能够使得第一滚珠能够在固定圆环内发生滚动,通过限位圆环的设置能够防止第一滚珠从固定圆环内脱落。
进一步的,所述减速机构包括设于所述连接轴42上的第一链轮421、设于所述容纳腔5底壁上的轴承座51、可转动设于所述轴承座51上的转轴52、设于所述转轴52上的第二链轮53、链条54及设于所述转轴52上与所述转盘43相配合的齿轮55,所述转盘43外侧壁上设有与所述齿轮55相配合的一圈齿槽432,具体的,当连接轴转动时,通过链条和链轮的配合带动转轴转动,进而通过设置在转轴上的齿轮与转盘上的齿圈啮合作用带动转盘绕着固定轴转动。
进一步的,所述转盘43上设有多个的鱼眼坑432,所述鱼眼坑432内设有第二滚珠56,所述容纳腔5底壁上设有与所述第二滚珠56相配合的环状滑槽57,当转盘发生转动时,第二滚珠能沿着环状滑槽进行滚动,进而减小了转盘在转动时受到的摩擦阻力。
实施例1
一种聚乙烯,包括以下重量份数比的组分:聚乙烯纤维30份,聚乙烯蜡15份,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂10份,三聚甲醛5份,碳纤维3份,活性炭粉末2份;所述活性炭粉末的制备方法如下:将活性炭于110℃下烘干,之后送入研磨机研磨过80目筛后制得活性炭粉末。
一种聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚乙烯纤维,聚乙烯蜡,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,三聚甲醛按重量份数比称取后投入混合设备,于150℃下混合搅拌2h;(2)将碳纤维,活性炭粉末按重量份数比投入至混合设备内,并以3℃/min的速度进行降温,将温度降低至90℃,之后混合搅拌40min,混合设备的混合搅拌速度为60r/min,得到胶状原料;(3)将胶状原料采用挤出机挤出造粒,挤出机的温度维持在240℃,制得聚乙烯;所述挤出机为现有技术,不再赘述。
本实施例中的混合设备的结构与实施例1中相同,不再赘述。
实施例1
一种聚乙烯,包括以下重量份数比的组分:聚乙烯纤维25份,聚乙烯蜡15份,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂10份,三聚甲醛5份,碳纤维3份,活性炭粉末1.5份;所述活性炭粉末的制备方法如下:将活性炭于110℃下烘干,之后送入研磨机研磨过60目筛后制得活性炭粉末。
一种聚乙烯的制备方法,包括以下步骤:(1)将聚乙烯纤维,聚乙烯蜡,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,三聚甲醛按重量份数比称取后投入混合设备,于130℃下混合搅拌1h;(2)将碳纤维,活性炭粉末按重量份数比投入至混合设备内,并以3℃/min的速度进行降温,将温度降低至80℃,之后混合搅拌30min,混合设备的混合搅拌速度为40r/min,得到胶状原料;(3)将胶状原料采用挤出机挤出造粒,挤出机的温度维持在140℃,制得聚乙烯;所述挤出机为现有技术,不再赘述。
本实施例中的混合设备的结构与实施例1中相同,不再赘述。
显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种聚乙烯,其特征在于:包括以下重量份数比的组分:聚乙烯纤维20-30份,聚乙烯蜡10-15份,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂5-10份,三聚甲醛3-5份,碳纤维2-3份,活性炭粉末1-2份。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯,其特征在于:所述活性炭粉末的制备方法如下:将活性炭于90-110℃下烘干,之后送入研磨机研磨过60-80目筛后制得活性炭粉末。
3.一种用于制备权利要求1-2中任一项所述的聚乙烯的方法,其特征在于:包括以下步骤:
将聚乙烯纤维,聚乙烯蜡,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,三聚甲醛按重量份数比称取后投入混合设备,于120-150℃下混合搅拌1-2h;
将碳纤维,活性炭粉末按重量份数比投入至混合设备内,并将温度降低至80-90℃,混合搅拌30-40min,得到胶状原料;
将胶状原料采用挤出机挤出造粒,制得聚乙烯。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述降温过程采用3℃/min的速度进行。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述挤出机的温度维持在140-240℃。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述混合设备的混合搅拌速度为40-60r/min。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:所述混合设备包括罐体(1)、搅拌腔(11)、主轴(12)、叶片(13)、驱动所述主轴(12)转动的驱动电机(14)、设于所述搅拌腔(11)内可上下动作的活动轴(2)、与所述活动轴相配合的辅助搅拌组件(3)及用于驱动所述活动轴动作的驱动组件(4)。
8.根据权利要求7所述的聚乙烯及其制备方法,其特征在于:所述驱动组件(4)包括设于所述罐体(1)内与所述搅拌腔(11)相连通的容纳腔(5)、设于所述容纳腔(5)内的固定轴(41)、活动插设于所述固定轴(41)内并与所述主轴(12)止转配合的连接轴(42)及通过一减速机构与所述连接轴(42)传动连接的转盘(43)。
9.根据权利要求8所述的聚乙烯及其制备方法,其特征在于:所述转盘(43)活动套设于所述固定轴(41)上,所述活动轴(2)的一端穿设于所述容纳腔(5)内并与所述转盘(43)相抵,所述转盘(43)上设有与所述活动轴(2)相配合的升降支撑部。
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