CN109734983A - 一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及匹克球滚塑成型聚乙烯复合材料及其制备方法，特别涉及匹克球滚塑成型聚乙烯复合材料，原料配方按质量百分比计为：聚乙烯38.34‑93.5％、聚烯烃弹性体6.28‑60.4％，抗氧剂0.12‑0.66％和抗紫外线剂0.10‑0.60％，再经混合、熔融共混、挤出造粒和磨粉得到所述的匹克球滚塑成型聚乙烯复合材料。还提供了该材料的制备方法。本发明制得的匹克球滚塑成型聚乙烯复合材料可用于滚塑成型匹克球，匹克球抗击打3000次。
Description
技术领域
本发明涉及一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，特别涉及耐击打3000次匹克球的、适合滚塑生产工艺的聚乙烯材料及其制备方法。
技术背景
滚塑成型是一种利用旋转的模具进行加工的塑料加工方式，其加工过程是，将塑料粉末或浆料投入模具，闭合后的模具在设备上进行旋转或摇摆，同时通过明火或热风对模具外部进行加热，塑料粉末或浆料在受热的状态下在模内内部翻转、流动，温度达到软化点后逐步涂布到模具内表面，熔融并凝结，将模具放于自然环境下或通过水、雾、风等介质进行冷却后拆模取出制品。在加热过程中，塑料粉末的温度在模具面指向模具内部方向逐渐降低。
市场上匹克球的抗击打性能一直不是很好，在击打不到2000次就开始变形，无法弹回。基于此情况，我公司发明了一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，该产品具有抗击打性好，不变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，由以下质量百分比计的组分混合制成：聚乙烯38.34-93.5％、聚烯烃弹性体6.28-60.4％，抗氧剂0.12-0.66％和抗紫外线剂0.10-0.60％，再经混合、熔融共混、挤出造粒和磨粉得到所述匹克球滚塑成型聚乙烯复合材料。
作为优选，所述的聚乙烯满足：密度为0.910-0.965g/cm3，熔体流动速率为1.0-20.0g/10min，聚乙烯-聚烯烃弹性体粉末堆积密度为0.200-0.500g/cm3，粉体流动性≤30s/100g，熔体流动速率(190℃，2.16Kg)为1.0-20.0g/10min，粒径分布D98≤600um，D10≥150μm。
作为优选，所述聚烯烃弹性体密度为0.852-0.940g/cm3，熔体流动速率为1.0-30.0g/10min。
控制聚乙烯-聚烯烃弹性体粉末的参数如堆积密度、粉体流动性、熔体流动速率、粒径分布的作用主要是：使用滚塑加工工艺可以顺利成型，减少制品缺陷。
作为优选，根据本发明所述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其中，所述的抗氧剂采用抗氧剂AT10和AT168，二者的质量比例为1∶2。抗氧剂AT10和AT168均为市售产品，本发明采用美国雅宝公司的抗氧剂AT10和AT168。
作为优选，根据本发明所述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其中，所述的抗紫外线剂采用UV-531紫外吸收剂。该原料为市售产品，本发明采用南京华立明紫外线吸收剂UV-531。
经检测，本发明的滚塑聚乙烯材料，200℃氧化诱导时间≥20min，适合滚塑生产工艺。进行击打测试，耐击打3000次。
本发明还提供了上述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料的制备方法，按以下步骤进行：
a.将聚乙烯、聚烯烃弹性、抗氧剂和抗紫外线剂充分混合，工艺参数为：混合时间2-10min，
b.用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为150-210℃，螺杆转速为100-500rpm；
c.用塑料磨粉机将步骤b产出的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度成75℃，磨盘转速2500-3200rpm。
作为优选，所述聚乙烯为线型低密度聚乙烯。
本发明的有益效果是：
(1)通过滚塑工艺加工出的匹克球制品，具有很好的弹性，耐击打3000次；
(2)本发明的滚塑聚乙烯材料，200℃氧化诱导时间≥20min，适合滚塑生产工艺；
(3)本发明材料的制备方法简单，无需复杂设备，易实现工业化操作。
具体实施方式
下面通过共体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明聚乙粉末、聚烯烃弹性体、抗氧剂和紫外线吸收剂都为市售产品。
聚乙烯-聚烯烃弹性体粉末满足：堆积密度为0.200-0.500g/cm3，粉体流动性≤30s/100g，熔体流动速率(190℃，2.16Kg)为1.0-20.0g/10min，粒径分布D98≤600um，D10≥150μm。
聚烯烃弹性体满足：密度为0.852-0.940g/cm3，熔体流动速率为1.0-30.0g/10min。
实施例1
取聚乙烯(密度0.917g/cm3，熔体流动速率[190℃，2.16Kg]为1.82g/10min)，聚烯烃弹性体弹性体(密度为0.902g/cm3，熔体流动速率为23.06g/10min)、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531，按照总质量份数为100份，各原料组分质量比为聚乙烯∶聚烯烃弹性体弹性体∶抗氧剂AT10∶抗氧剂AT168∶紫外线吸收剂UV-531＝89.68∶9.97∶0.05∶0.10∶0.20。
将聚乙烯，聚烯烃弹性体弹性、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531加入混和机，混合时间4min；将混合好的材料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为185℃，螺杆转速为280rpm；最后用塑料磨粉机将造粒好的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度75℃，磨盘转速2800rpm。
得到的匹克球滚塑聚乙烯复合材料性能见表1。
实施例2
取聚乙烯(密度0.917g/cm3，熔体流动速率[190℃，2.16Kg]为1.82g/10min)，聚烯烃弹性体弹性体(密度为0.902g/cm3，熔体流动速率为23.06g/10min)、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531，按照总质量份数为100份，各原料组分质量比为聚乙烯∶聚烯烃弹性体弹性体∶抗氧剂AT10∶抗氧剂AT168∶紫外线吸收剂UV-531＝79.72∶19.93∶0.05∶0.10∶0.20。
将聚乙烯，聚烯烃弹性体弹性、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531加入混和机，混合时间3min；将混合好的材料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为200℃，螺杆转速为350rpm；最后用塑料磨粉机将造粒好的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度75℃，磨盘转速2800rpm。
得到的匹克球滚塑聚乙烯复合材料性能见表1。
实施例3
取聚乙烯(密度0.917g/cm3，熔体流动速率[190℃，2.16Kg]为1.82g/10min)，聚烯烃弹性体弹性体(密度为0.902g/cm3，熔体流动速率为23.06g/10min)、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531，按照总质量份数为100份，各原料组分质量比为聚乙烯∶聚烯烃弹性体弹性体∶抗氧剂AT10∶抗氧剂AT168∶紫外线吸收剂UV-531＝69.76∶29.90∶0.05∶0.10∶0.28。
将聚乙烯，聚烯烃弹性体弹性、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531加入混和机，混合时间5min；将混合好的材料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为205℃，螺杆转速为420rpm；最后用塑料磨粉机将造粒好的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度75℃，磨盘转速2800rpm。
得到的匹克球滚塑聚乙烯复合材料性能见表1。
实施例4
取聚乙烯(密度0.917g/cm3，熔体流动速率[190℃，2.16Kg]为1.82g/10min)，聚烯烃弹性体弹性体(密度为0.902g/cm3，熔体流动速率为23.06g/10min)、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531，按照总质量份数为100份，各原料组分质量比为聚乙烯∶聚烯烃弹性体弹性体∶抗氧剂AT10∶抗氧剂AT168∶紫外线吸收剂UV-531＝59.79∶39.80∶0.05∶0.10∶0.26。
将聚乙烯，聚烯烃弹性体弹性、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531加入混和机，混合时间8min；将混合好的材料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为195℃，螺杆转速为350rpm；最后用塑料磨粉机将造粒好的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度75℃，磨盘转速3000rpm。
得到的匹克球滚塑聚乙烯复合材料性能见表1。
实施例5
取聚乙烯(密度0.917g/cm3，熔体流动速率[190℃，2.16Kg]为1.82g/10min)，聚烯烃弹性体弹性体(密度为0.902g/cm3，熔体流动速率为23.06g/10min)、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531，按照总质量份数为100份，各原料组分质量比为聚乙烯∶聚烯烃弹性体弹性体∶抗氧剂AT10∶抗氧剂AT168∶紫外线吸收剂UV-531＝38.34∶60.4∶0.22∶0.44∶0.6。
将聚乙烯，聚烯烃弹性体弹性、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531加入混和机，混合时间2min；将混合好的材料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为150℃，螺杆转速为100rpm；最后用塑料磨粉机将造粒好的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度75℃，磨盘转速2500rpm。
得到的匹克球滚塑聚乙烯复合材料性能见表1。
实施例6
取聚乙烯(密度0.917g/cm3，熔体流动速率[190℃，2.16Kg]为1.82g/10min)，聚烯烃弹性体弹性体(密度为0.902g/cm3，熔体流动速率为23.06g/10min)、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531，按照总质量份数为100份，各原料组分质量比为聚乙烯∶聚烯烃弹性体弹性体∶抗氧剂AT10∶抗氧剂AT168∶紫外线吸收剂UV-531＝93.5∶6.28∶0.04∶0.08∶0.1。
将聚乙烯，聚烯烃弹性体弹性、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531加入混和机，混合时间10min；将混合好的材料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为210℃，螺杆转速为500rpm；最后用塑料磨粉机将造粒好的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度75℃，磨盘转速3200rpm。
得到的匹克球滚塑聚乙烯复合材料性能见表1。
比较例1
取聚乙烯(密度0.917g/cm3，熔体流动速率[190℃，2.16Kg]为1.82g/10min)，、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531，按照总质量份数为100份，各原料组分质量比为聚乙烯∶抗氧剂AT10∶抗氧剂AT168∶紫外线吸收剂UV-531＝99.65∶0.05∶0.10∶0.20。
将聚乙烯，聚烯烃弹性体弹性、抗氧剂AT10、抗氧剂AT168，紫外线吸收剂UV-531加入混和机，混合时间8min；将混合好的材料用双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为195-205℃，螺杆转速为400rpm；最后用塑料磨粉机将造粒好的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度65℃，磨盘转速2800rpm。
将制得的材料各28.5g，加入匹克球的滚塑模具，在烘箱温度270℃，加热时间28min，主轴转速17.4rpm，副轴转速7.4rpm，冷却时间30min，的工艺条件下进行滚塑，取出制品进行比较。
得到的匹克球滚塑聚乙烯复合材料性能见表1。
表1、材料性能
| 项目 | 耐击打性(次) |
| 实施例1 | 3500 |
| 实施例2 | 3800 |
| 实施例3 | 3400 |
| 实施例4 | 3100 |
| 实施例5 | 3205 |
| 实施例6 | 3850 |
| 比较例1 | 2500 |
从测试数据可以看出，本发明中滚塑匹克球塑料制品保持了较高耐击打性。以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其特征在于，所述的滚塑聚乙烯材料由以下重量百分比的原料制成：
聚乙烯38.34-93.5％、聚烯烃弹性体6.28-60.4％，抗氧剂0.12-0.66％和抗紫外线剂0.10-0.60％。
2.根据权利要求1所述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其特征在于，所述的聚乙烯满足：密度为0.910-0.965g/cm3，熔体流动速率为1.0-20.0g/10min，聚乙烯-聚烯烃弹性体粉末堆积密度为0.200-0.500g/cm3，粉体流动性≤30s/100g，烙体流动速率为1.0-20.0g/10min，粒径分布D98≤600um，D10≥150μm。
3.根据权利要求1所述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其特征在于，聚烯烃弹性体密度为0.852-0.940g/cm3，熔体流动速率为1.0-30.0g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其特征在于，滚塑成型匹克球抗击打3000次。
5.根据权利要求1所述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂AT10和AT168的混合物，二者的质量比例为1∶2。
6.根据权利要求1所述的一种匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料，其特征在于，所述的抗紫外线剂采用紫外线吸收剂UV-531。
7.一种如权利要求1之一所述的匹克球滚塑成型聚乙烯-聚烯烃弹性体复合材料的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
a.将聚乙烯93.5-39.4％、聚烯烃弹性体5.25-60.4％，抗氧剂0.10-0.65％和抗紫外线剂0.10-0.60％充分混合，工艺参数为：混合时间2-10min，
b.双螺杆挤出机熔融共混，挤出造粒，挤出工艺参数：熔体温度为150-210℃，螺杆转速为100-500rpm，
d.用塑料磨粉机将步骤b产出的颗粒进行磨粉，磨粉工艺参数：磨盘温度成75℃，磨盘转速2500-3200rpm。
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