CN112250934A - 一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法 - Google Patents

一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环保材料技术领域，具体为一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，包括原料：改性聚乙烯母粒、尼龙6树脂、无机填充物、扩链剂、偶联剂、相容剂以及抗氧剂1076。本发明的聚乙烯改性的高强复合合金材料邵氏A硬度大，最大承压强度大，拉断伸长率高，使其具有较高断裂伸长率的同时保持较高拉伸强度，满足注塑、挤出、拉丝等加工工艺的要求；尼龙6树脂提高复合材料的冲击韧性，使其获得均衡的物理力学性能,采用扩链剂可以有效提高尼龙的分子量和相对粘度，从而可有效防止尼龙再生过程中分子链断裂引起的物理力学性能下降的弊端。

Description

一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法
技术领域
本发明涉及环保材料技术领域，具体为一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法。
背景技术
聚乙烯具有其它工程塑料无法比拟的耐磨性、 耐冲击性、耐化学药品、自润滑性能，在国民经济的各个领域，尤其 是耐磨输送、设备衬里、各种机械零部件等方面的应用具有独特的优势，其产品的开发和应用具有广阔的前景，新应用领域的开发，正受到人们的关注。但是普通的聚乙烯材料最大承压强度弱，抗冲击抗压能力也差，壁厚较厚，耗材多，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，以解决上述背景技术中提出现如今聚乙烯材料效果差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，包括以下重量份的原料：120-150份改性聚乙烯母粒、50-60份尼龙6树脂、30-40份无机填充物、3-5份扩链剂、5-8份偶联剂、3-5份相容剂以及2-3份抗氧剂1076。
作为优选，包括以下重量份的原料：130份改性聚乙烯母粒、55份接枝的聚乙烯树脂、35份无机填充物、4份扩链剂、6份偶联剂、4份相容剂以及2份抗氧剂1076。
作为优选，包括以下重量份的原料：120份改性聚乙烯母粒、60份接枝的聚乙烯树脂、30份无机填充物、3份扩链剂、5份偶联剂、3份相容剂以及2份抗氧剂1076。
作为优选，包括以下重量份的原料：150份改性聚乙烯母粒、50份接枝的聚乙烯树脂、30份无机填充物、5份扩链剂、8份偶联剂、5份相容剂以及3份抗氧剂1076。
作为优选，改性聚乙烯母粒包括以下重量份的原料：聚乙烯40-50份、石英粉1-2份、聚氯乙烯10-20份以及聚碳酸酯3-10份，改性聚乙烯母粒制造的具体步骤为：按重量份称取各个原料备用，并将各个原料熔融共混，挤出造粒，得到改性聚乙烯母粒。
作为优选，尼龙6树脂采用熔点为225℃的树脂。
作为优选，无机填充物为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、硫酸钙晶须、硫酸镁晶须、玻璃纤维中的一种、两种或两种以上的混合物。
作为优选，扩链剂为二胺类扩链剂，所述二胺类扩链剂为3,3’-二氯-聚联二胺、4,4’-二苯基甲烷二胺、联苯二胺、三嗪二胺、二氨基二苯甲烷中的一种或几种
作为优选，相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯的质量比为1：5-8。
作为优选，所述马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯是由线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰溶解在有机溶剂中，发生反应后得到的接枝聚合物，且线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰的质量比为100：10-20：1-2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，邵氏A硬度大，最大承压强度大，拉断伸长率高，使其具有较高断裂伸长率的同时保持较高拉伸强度，满足注塑、挤出、拉丝等加工工艺的要求；尼龙6树脂提高复合材料的冲击韧性，使其获得均衡的物理力学性能,采用扩链剂可以有效提高尼龙的分子量和相对粘度，从而可有效防止尼龙再生过程中分子链断裂引起的物理力学性能下降的弊端。
2、本聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法中，以马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯为相容剂，增加了改性聚乙烯母粒、聚辛二酸辛二酯、聚马来酰亚胺、聚氧化乙烯山梨糖醇酐之间的相容性，提高了得到的复合合金材料的力学性能，使其具有较高断裂伸长率的同时保持较高拉伸强度，满足注塑、挤出、拉丝等加工工艺的要求，采用本发明的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备的生态袋，材质好，使用寿命长；石英粉表面接枝有氧化石墨烯，具有较大的比表面积与极小的密度，与聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯熔融共混时，可在复合合金中均匀形成片层网结构，一方面保证复合合金的力学强度，另一方面可抑制复合合金制品在高温状态下内部分子的热运动，避免组分的迁移运动导致改变复合合金的变形现象；有机色粉可以根据植物的颜色进行选择，便于推广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供以下技术方案：
实施例1
一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，包括以下重量份的原料：130份改性聚乙烯母粒、55份接枝的聚乙烯树脂、35份无机填充物、4份扩链剂、6份偶联剂、4份相容剂以及2份抗氧剂1076。
本实施例中，改性聚乙烯母粒包括以下重量份的原料：聚乙烯45份、石英粉2份、聚氯乙烯15份以及聚碳酸酯5份，改性聚乙烯母粒制造的具体步骤为：按重量份称取各个原料备用，并将各个原料熔融共混，挤出造粒，得到改性聚乙烯母粒。
具体的，尼龙6树脂采用熔点为225℃的树脂。
值得说明的是，无机填充物为碳酸钙、滑石粉、硅灰石以1:1:1的混合物，扩链剂为二胺类扩链剂，二胺类扩链剂为3,3’-二氯-聚联二胺。
本实施例中，相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯的质量比为1：6。
具体的，马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯是由线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰溶解在有机溶剂中，发生反应后得到的接枝聚合物，且线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰的质量比为100：15：2。
本实施例中聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法具体包括以下步骤：
S1：按重量份称取各原料；
S2：将各原料放入高速混合机中混合均匀，高速混合机的混合速率为2100r/min。
S3：将混炼后的物料置于平板硫化机中，在模板温度为205℃，压力为14MPa的条件下模压成型15min，冷压定型10min；
S4：用制样机制备成型，制得成品。
实施例2
一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，包括以下重量份的原料：120份改性聚乙烯母粒、60份接枝的聚乙烯树脂、30份无机填充物、3份扩链剂、5份偶联剂、3份相容剂以及2份抗氧剂1076。
本实施例中，改性聚乙烯母粒包括以下重量份的原料：聚乙烯40份、石英粉2份、聚氯乙烯20份以及聚碳酸酯10份，改性聚乙烯母粒制造的具体步骤为：按重量份称取各个原料备用，并将各个原料熔融共混，挤出造粒，得到改性聚乙烯母粒。
具体的，尼龙6树脂采用熔点为225℃的树脂。
值得说明的是，无机填充物为云母、硫酸钙晶须、硫酸镁晶须以1:1:1混合物，扩链剂为二胺类扩链剂，所述二胺类扩链剂为4,4’-二苯基甲烷二胺。
本实施例中，相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯的质量比为1：5-8。
具体的，马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯是由线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰溶解在有机溶剂中，发生反应后得到的接枝聚合物，且线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰的质量比为100：20：2。
本实施例中聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法具体包括以下步骤：
S1：按重量份称取各原料；
S2：将各原料放入高速混合机中混合均匀，高速混合机的混合速率为2100r/min。
S3：将混炼后的物料置于平板硫化机中，在模板温度为205℃，压力为14MPa的条件下模压成型15min，冷压定型10min；
S4：用制样机制备成型，制得成品。
实施例3
一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，包括以下重量份的原料：150份改性聚乙烯母粒、50份接枝的聚乙烯树脂、30份无机填充物、5份扩链剂、8份偶联剂、5份相容剂以及3份抗氧剂1076。
本实施例中，改性聚乙烯母粒包括以下重量份的原料：聚乙烯50份、石英粉1份、聚氯乙烯20份以及聚碳酸酯3份，改性聚乙烯母粒制造的具体步骤为：按重量份称取各个原料备用，并将各个原料熔融共混，挤出造粒，得到改性聚乙烯母粒。
具体的，尼龙6树脂采用熔点为225℃的树脂。
值得说明的是，无机填充物为玻璃纤维，扩链剂为二胺类扩链剂，二胺类扩链剂为三嗪二胺、二氨基二苯甲烷以1:1的比例混合。
本实施例中，相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯的质量比为1：5-8。
具体的，马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯是由线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰溶解在有机溶剂中，发生反应后得到的接枝聚合物，且线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰的质量比为100：10：1。
本实施例中聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法具体包括以下步骤：
S1：按重量份称取各原料；
S2：将各原料放入高速混合机中混合均匀，高速混合机的混合速率为2100r/min。
S3：将混炼后的物料置于平板硫化机中，在模板温度为205℃，压力为14MPa的条件下模压成型15min，冷压定型10min；
S4：用制样机制备成型，制得成品。
将本发明的三个实施例制得的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法与传统的复合合金材料在邵氏A硬度、最大承压强度和拉断伸长率进行对比，如下表所示：
Figure 117772DEST_PATH_IMAGE001
由上表可以看出，本发明的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，邵氏A硬度大，最大承压强度大，拉断伸长率高，使其具有较高断裂伸长率的同时保持较高拉伸强度，满足注塑、挤出、拉丝等加工工艺的要求；尼龙6树脂提高复合材料的冲击韧性，使其获得均衡的物理力学性能,采用扩链剂可以有效提高尼龙的分子量和相对粘度，从而可有效防止尼龙再生过程中分子链断裂引起的物理力学性能下降的弊端。
以马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯为相容剂，增加了改性聚乙烯母粒、聚辛二酸辛二酯、聚马来酰亚胺、聚氧化乙烯山梨糖醇酐之间的相容性，提高了得到的复合合金材料的力学性能，使其具有较高断裂伸长率的同时保持较高拉伸强度，满足注塑、挤出、拉丝等加工工艺的要求，采用本发明的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备的生态袋，材质好，使用寿命长；石英粉表面接枝有氧化石墨烯，具有较大的比表面积与极小的密度，与聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯熔融共混时，可在复合合金中均匀形成片层网结构，一方面保证复合合金的力学强度，另一方面可抑制复合合金制品在高温状态下内部分子的热运动，避免组分的迁移运动导致改变复合合金的变形现象；有机色粉可以根据植物的颜色进行选择，便于推广。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：包括以下重量份的原料：120-150份改性聚乙烯母粒、50-60份尼龙6树脂、30-40份无机填充物、3-5份扩链剂、5-8份偶联剂、3-5份相容剂以及2-3份抗氧剂1076。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：包括以下重量份的原料：130份改性聚乙烯母粒、55份接枝的聚乙烯树脂、35份无机填充物、4份扩链剂、6份偶联剂、4份相容剂以及2份抗氧剂1076。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：包括以下重量份的原料：120份改性聚乙烯母粒、60份接枝的聚乙烯树脂、30份无机填充物、3份扩链剂、5份偶联剂、3份相容剂以及2份抗氧剂1076。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：包括以下重量份的原料：150份改性聚乙烯母粒、50份接枝的聚乙烯树脂、30份无机填充物、5份扩链剂、8份偶联剂、5份相容剂以及3份抗氧剂1076。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：改性聚乙烯母粒包括以下重量份的原料：聚乙烯40-50份、石英粉1-2份、聚氯乙烯10-20份以及聚碳酸酯3-10份，改性聚乙烯母粒制造的具体步骤为：按重量份称取各个原料备用，并将各个原料熔融共混，挤出造粒，得到改性聚乙烯母粒。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：尼龙6树脂采用熔点为225℃的树脂。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：无机填充物为碳酸钙、滑石粉、硅灰石、云母、硫酸钙晶须、硫酸镁晶须、玻璃纤维中的一种、两种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：扩链剂为二胺类扩链剂，所述二胺类扩链剂为3,3’-二氯-聚联二胺、4,4’-二苯基甲烷二胺、联苯二胺、三嗪二胺、二氨基二苯甲烷中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯的质量比为1：5-8。
10.根据权利要求9所述的聚乙烯改性的高强复合合金材料制备方法，其特征在于：所述马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯是由线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰溶解在有机溶剂中，发生反应后得到的接枝聚合物，且线型低密度聚乙烯、马来酸酐和过氧化二苯甲酰的质量比为100：10-20：1-2。
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