CN112961419B - 一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，由以下重量百分比的各原料制备而成：混合高密度聚乙烯40‑70％，无碱玻璃纤维20‑30％，耐磨剂2‑10％，阻燃剂5‑10％，接枝剂2‑5％，抗氧剂0.1‑0.5％，抗紫外剂0.1‑0.5％，硅烷偶联剂0.1‑0.5％。本发明还提供其制备方法。对本发明制备得到的高密度聚乙烯复合材料进行性能检测，得到的主要性能数据能够满足制作托辊制品的基本要求。

Description

一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
带式输送机被广泛应用于家电、电子、煤矿等领域。它的重要组成部分是托辊-由托辊管体、轴承座以及内外密封件组成。托辊在输送过程中主要起到支撑的作用，提高货物的输送量和输送效率，缓解货物对输送带的冲击。通常的，托辊的成本会占输送机总价的四分之一，并且其维修和更换费用也是带式输送机费用的重要部分，因此托辊的质量好坏会直接影响到输送机的成本以及使用寿命，另外在一些重要的场合，托辊的好坏还会影响工作人员的生命安全，例如在煤矿等领域，需要托辊具备抗静电和阻燃的性能。
市场中，按照材质的不同，托辊可分为钢制托辊、陶瓷托辊以及塑料托辊等，它们在使用过程了均暴露了许多问题，其中，钢制托辊最易受到化学腐蚀，耐磨性能差，导致了钢制托辊的使用寿命只有8000-10000h，远低于其设计寿命，此外钢的密度较大导致了其质量重，管理和维护也需花费大量的时间；与之相比，市场上的陶瓷托辊耐磨性能以及耐化学腐蚀性能优异，但陶瓷托辊的韧性差，导致其在安装过程中容易受到损坏，同样导致了运营成本的增加。相比较之下，塑料托辊由于其耐腐蚀、抗冲击、质量轻、运行噪音低等显著特点，近年来已经成为托辊领域中的主流产品，但是塑料托辊的耐温性、耐候性以及耐磨性均不如陶瓷托辊，并且大多是采用价格高昂且加工条件苛刻、成型困难或复杂的原料，如超高分子量聚乙烯和尼龙等。另外，由于托辊使用的地方越来越广泛，对其性能的要求也越来越高，例如一些在煤矿等易燃易发生事故的场合，就要求托辊制品具备阻燃的性能。
专利号CN1810879A的发明专利，以不饱和聚酯树脂、玻璃纤维、尼龙纤维、石墨、碳酸钙、氢氧化铝和石英砂等为原材料，经模压成型制备复合材料托辊的方案，但材料体系本身存在耐高温性能差，固化时体积收缩率较大致使尺寸难以保障，同时又有耐磨性能差，韧性低，并且因采用模压成型导致生产效率不高的显著弊端。
发明内容
针对市面上目前已有的各类材质托辊的缺点，为解决上述问题，本发明旨在提供一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯基复合材料及其制备方法，使其同时具备塑料托辊和陶瓷托辊的性能优点，具有高强度、高耐磨、耐化学腐蚀、使用寿命长等优点，并且自身具备阻燃性能，可以应用于更多领域。此外，该复合材料加工工艺简单、制造成本低廉、环保增效，带来较高的社会经济效益。
为了实现上述目的，本发明中所采取的技术方案是：
本发明提供一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，所述托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
Figure BDA0002941648680000021
所述混合高密度聚乙烯是由高熔融指数高密度聚乙烯和低熔融指数高密度聚乙烯混合组成；作为优选，所述高熔融指数高密度聚乙烯：低熔融指数高密度聚乙烯的质量比＝(30-50)：(10-30)。
作为优选，所述托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
Figure BDA0002941648680000022
Figure BDA0002941648680000031
所述混合高密度聚乙烯是由高熔融指数高密度聚乙烯和低熔融指数高密度聚乙烯混合组成；作为优选，所述高熔融指数高密度聚乙烯：低熔融指数高密度聚乙烯的质量比＝44：18。
作为优选，所述高熔融指数高密度聚乙烯的熔融指数大于15g/10min，所述低熔融指数高密度聚乙烯的熔融指数小于3g/10min。
作为进一步优选，所述高熔融指数高密度聚乙烯的熔融指数为18g/10min，所述低熔融指数高密度聚乙烯的熔融指数为0.8g/10min。
作为优选，所述无碱玻璃纤维的直径为13微米或14微米。
无碱玻璃纤维的直径选择在该范围的理由为：直径的区别在于增强效果不同，这两个直径的玻璃纤维对于高分子塑料的增强效果最优。
作为优选，所述耐磨剂为石墨粉、聚四氟乙烯、二硫化钼中的一种或几种。
作为优选，所述阻燃剂选用的是微囊包覆性红磷。
作为优选，所述接枝剂选用的是马来酸酐接枝PE；和/或
抗氧剂选用的是抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或几种；和/或
抗紫外剂选用的是UV531、UV770中的一种或几种；和/或
硅烷偶联剂选用的是KH-550、KH-560中的一种或几种。
本发明中选用的阻燃剂为微囊包覆性红磷，属于环境友好型阻燃剂，且耐磨剂为石墨粉、聚四氟乙烯(PTFE)或二硫化钼，同时，本发明的最终配方产品的应用领域为煤矿矿山等托辊产品，在该领域内未查到有相关专利用的基体树脂为混合高密度聚乙烯，多为尼龙6和超高分子量聚乙烯，成本高昂且加工成型困难。
本发明还提供上述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1，取所述原料中除无碱玻璃纤维以外的各原料组分混合搅拌均匀；
S2，将步骤S1所得混合物料与无碱玻璃纤维共混挤出，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。
作为优选，所述步骤S1中，所述搅拌采用在高速搅拌机中进行，搅拌时间为5-20min。
搅拌的目的只是为了分散均匀，理论上当然是时间越长越好，但考虑到实际生产加工，在这个区间内效率最高。
作为优选，所述步骤S2中，采用双螺杆挤出机中进行挤出，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入无碱玻璃纤维；和/或
所述步骤S2中，所述双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为180-200℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃，机头温度为230℃，主机转速为300-500rpm，喂料速率为30-50rpm。
托辊材料要求具有高强度、高耐磨、防腐蚀、重量轻以及使用寿命长等特点，所以纯HDPE虽然具有成本低廉、密度小等特点，但是在强度以及耐磨等性能方面，还远远不能满足用作托辊材料的要求，因此需要添加其他的材料进行复合改性，增加它的强度和耐磨性能。
在本发明中，树脂基体选用的是高熔融指数高强度HDPE和低熔融指数低强度HDPE进行组合，选用高熔融指数HDPE是为了保证最后的托辊产品具备高力学性能和高强度的性能，选用低熔融指数HDPE与前者进行复配，是因为托辊管材的加工方式是挤出成型，而挤出工艺对于粒子的熔融指数有严格的要求，不能过高，否则会导致托辊管材的厚度无法控制均匀；另外加入了无碱玻璃纤维和硅烷偶联剂，玻璃纤维不仅能提升HDPE的力学强度，而且对于其耐磨性能也有提升效果。硅烷偶联剂能够提高树脂与无机填料间的界面结合力，增强树脂材料的力学性能。耐磨性是托辊材料的一个关键技术指标，决定了托辊制品的使用寿命，在本发明中，选用了石墨粉、聚四氟乙烯、二硫化钼中的一种或几种作为耐磨剂添加到配方中，优选为聚四氟乙烯(PTFE)，PTFE的耐化学腐蚀性能优异，摩擦系数低，在塑料中可以起到润滑耐磨的作用，大大减少了HDPE的磨损量。为了拓宽本发明的应用范围，在配方中加入了阻燃剂，常规塑料加工领域使用的阻燃剂通常为溴锑类含卤阻燃剂，这类阻燃剂的最大缺点就是环境友好性差，污染严重，而市面上的无卤阻燃剂通常添加量高且成本高昂，在本发明中，选用低成本低添加量且环境友好型的微囊包覆性红磷作为托辊阻燃剂，添加后，可以使托辊产品的阻燃等级达到V0级别，这样就可以使本发明在一些易发生事故的场合如矿山煤矿等也可以有很好的应用前景。
本发明的有益效果为：
用本发明中制备的阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料生产出的托辊可以用于煤矿、矿山、化工、码头、盐场等场景。
对本发明制备得到的高密度聚乙烯复合材料进行性能检测，得到的主要性能数据如下，满足制作托辊制品的基本要求：拉伸强度≥40MPa，弯曲强度≥45MPa，弯曲模量≥2500MPa，熔融指数0.5-2.0g/10min，硬度(Shore Hardness)≥60D，相对磨损量≤220mm3，阻燃等级V0(UL94标准)。
性能对比：本发明中的复合材料具有良好的综合性能，与市场上使用的传统托辊相比有不俗的优势，有着良好的应用前景。用发明中的高性能复合材料制作的托辊与传统塑料托辊相比，成本低廉，只有超高分子量聚乙烯的三分之一甚至更低，且加工成型工艺简单，对挤出机要求低。力学性能与同类型的超高分子量聚乙烯托辊比较，强度高一倍以上，耐磨性能更加优异，阻燃等级更优；与传统陶瓷托辊相比，制作工艺简单，韧性好不易断，重量轻，安装操作过程简单；与传统钢制托辊相比，重量轻(塑料托辊的密度只有陶瓷和钢制托辊的七分之一甚至更低)，耐腐蚀性抗老化性能优异，经过120小时抗紫外测试，性能衰减小于20％，使用寿命长，是金属托辊的3-5倍。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的阻燃耐磨高密度聚乙烯托辊产品与其他产品的性能优势对比。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
Figure BDA0002941648680000061
其中：
混合高密度聚乙烯(HDPE)是由高熔融指数(18g/10min)HDPE和低熔融指数(0.8g/10min)HDPE混合组成，两者的质量比为：高熔融指数HDPE：低熔融指数HDPE＝(30-50)：(10-30)。加工前，需对两者进行磨粉，以便与其他原料混合的更均匀；
无碱玻璃纤维是指经过表面处理后的玻璃纤维，是通过直接购买得到，其直径为13微米或14微米；
耐磨剂选用的是石墨粉、聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼中的一种或几种；
阻燃剂选用的为微囊包覆性红磷；
接枝剂选用的是马来酸酐接枝PE。
抗氧剂选用的是抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或几种；
抗紫外剂选用的是UV531、UV770中的一种或几种；
硅烷偶联剂选用的是KH-550、KH-560中的一种或几种。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为5-20min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入3-6根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为180-200℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃，机头温度为230℃，主机转速为300-500rpm，喂料速率为30-50rpm。
实施例1
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
高熔融指数(18g/10min)高密度聚乙烯30％、低熔融指数(0.8g/10min)高密度聚乙烯30％、无碱玻璃纤维(直径13微米)20％、PTFE 10％、微囊包覆性红磷6％、接枝剂3％、抗氧剂0.5％、抗紫外剂0.1％、硅烷偶联剂0.4％。
其中，接枝剂为马来酸酐接枝PE；
抗氧剂为抗氧剂1010；
抗紫外剂为UV531；
硅烷偶联剂为KH560。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为10min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入6根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。挤出造粒后，进行制样测试性能。结果见表1。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为200℃、200℃、200℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃，机头温度为230℃，主机转速为400rpm，喂料速率为43rpm。
本发明的复合材料可以制备成托辊筒体用于矿山带式输送机，具有阻燃耐磨效果。
实施例2
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
高熔融指数(18g/10min)高密度聚乙烯50％、低熔融指数(0.8g/10min)高密度聚乙烯10％、无碱玻璃纤维(直径13微米)30％、石墨粉2％、微囊包覆性红磷5％、接枝剂2％、抗氧剂0.5％、抗紫外剂0.1％、硅烷偶联剂0.4％。
其中，接枝剂为马来酸酐接枝PE；
抗氧剂为抗氧剂168；
抗紫外剂为UV770；
硅烷偶联剂为KH550。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为10min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入3根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。挤出造粒后，进行制样测试性能。结果见表1。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为200℃、200℃、200℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃，机头温度为230℃，主机转速为330rpm，喂料速率为50rpm。
本发明的复合材料可以制备成托辊筒体用于矿山带式输送机，具有阻燃耐磨效果。
实施例3
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
高熔融指数(18g/10min)高密度聚乙烯36％、低熔融指数(0.8g/10min)高密度聚乙烯25％、无碱玻璃纤维(直径13微米)20％、PTFE 5％、微囊包覆性红磷10％、接枝剂3％、抗氧剂0.2％、抗紫外剂0.3％、硅烷偶联剂0.5％。
其中，接枝剂为马来酸酐接枝PE；
抗氧剂为抗氧剂1010；
抗紫外剂为UV531；
硅烷偶联剂为KH560。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为10min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入3根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。挤出造粒后，进行制样测试性能。结果见表1。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为200℃、200℃、200℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃，机头温度为230℃，主机转速为330rpm，喂料速率为50rpm。
本发明的复合材料可以制备成托辊筒体用于矿山带式输送机，具有阻燃耐磨效果。
实施例4
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
高熔融指数(18g/10min)高密度聚乙烯50％、低熔融指数(0.8g/10min)高密度聚乙烯15％、无碱玻璃纤维(直径13微米)23％、PTFE 2％、微囊包覆性红磷6％、接枝剂3％、抗氧剂0.5％、抗紫外剂0.4％、硅烷偶联剂0.1％。
其中，接枝剂为马来酸酐接枝PE；
抗氧剂为抗氧剂1010；
抗紫外剂为UV531；
硅烷偶联剂为KH560。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为10min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入4根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。挤出造粒后，进行制样测试性能。结果见表1。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为200℃、200℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃，机头温度为230℃，主机转速为350rpm，喂料速率为45rpm。
本发明的复合材料可以制备成托辊筒体用于矿山带式输送机，具有阻燃耐磨效果。
实施例5
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
高熔融指数(18g/10min)高密度聚乙烯45％、低熔融指数(0.8g/10min)高密度聚乙烯16％、无碱玻璃纤维(直径13微米)23％、PTFE 5％、微囊包覆性红磷7％、接枝剂3％、抗氧剂0.4％、抗紫外剂0.4％、硅烷偶联剂0.2％。
其中，接枝剂为马来酸酐接枝PE；
抗氧剂为抗氧剂1010；
抗紫外剂为UV531；
硅烷偶联剂为KH560。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为10min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入4根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。挤出造粒后，进行制样测试性能。结果见表1。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为180℃、230℃、230℃、230℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃，机头温度为230℃，主机转速为350rpm，喂料速率为45rpm。
本发明的复合材料可以制备成托辊筒体用于矿山带式输送机，具有阻燃耐磨效果。
实施例6
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
高熔融指数(18g/10min)高密度聚乙烯44％、低熔融指数(0.8g/10min)高密度聚乙烯18％、无碱玻璃纤维(直径13微米)20％、PTFE 7％、微囊包覆性红磷7％、接枝剂3％、抗氧剂0.4％、抗紫外剂0.4％、硅烷偶联剂0.2％。
其中，接枝剂为马来酸酐接枝PE；
抗氧剂为抗氧剂1010；
抗紫外剂为UV531；
硅烷偶联剂为KH560。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为10min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入3根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。挤出造粒后，进行制样测试性能。结果见表1。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为180℃、230℃、230℃、230℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃，机头温度为230℃，主机转速为330rpm，喂料速率为50rpm。
本发明的复合材料可以制备成托辊筒体用于矿山带式输送机，具有阻燃耐磨效果。
实施例7
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
高熔融指数(18g/10min)高密度聚乙烯36％、低熔融指数(0.8g/10min)高密度聚乙烯24％、无碱玻璃纤维(直径13微米)25％、二硫化钼5％、微囊包覆性红磷6％、接枝剂3％、抗氧剂0.4％、抗紫外剂0.4％、硅烷偶联剂0.2％。
其中，接枝剂为马来酸酐接枝PE；
抗氧剂为抗氧剂1010；
抗紫外剂为UV531；
硅烷偶联剂为KH560。
本发明的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备步骤如下：
将上述配方中除无碱玻璃纤维以外的各原料准确称取，放于高速搅拌机中混合搅拌均匀，时间为10min，然后经过料斗加入到双螺杆挤出机中进行挤出，同时，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入4根无碱玻璃纤维，调整喂料速率和主机转速，使得粒子的玻璃纤维含量与配方中的添加量一致，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。挤出造粒后，进行制样测试性能。结果见表1。
其中，双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为180℃、230℃、230℃、230℃、210℃、210℃、210℃、210℃、200℃、200℃，机头温度为230℃，主机转速为350rpm，喂料速率为42rpm。
本发明的复合材料可以制备成托辊筒体用于矿山带式输送机，具有阻燃耐磨效果。
对比例1(作为对比例，与实施例6进行对比)
本对比例与实施例6相比，不同之处在于：树脂基体全部选用高熔融指数(18g/10min)HDPE，重量百分比为62％，其余步骤和参数均与实施例6相同。经过测试，各项性能优异，但是最终的熔融指数为3.5g/10min，导致托辊管材挤出过程中产生塌陷，无法成型，无法用于托辊。
对比例2(作为对比例，与实施例6进行对比)
本对比例与实施例6相比，不同之处在于：树脂基体全部选用低熔融指数(0.8g/10min)HDPE，重量百分比为62％，其余步骤和参数均与实施例6相同。经过测试，产品粒子的熔融指数为0.2g/10min，在托辊管材挤出过程中，由于熔融指数过低，粒子内部的气泡无法及时逸出，导致管材截面充满密集的气孔，严重影响产品使用。
表1各实施例的性能测试结果
Figure BDA0002941648680000121
Figure BDA0002941648680000131
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：所述托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
混合高密度聚乙烯 40-70%
无碱玻璃纤维 20-30%
耐磨剂 2-10%
阻燃剂 5-10%
接枝剂 2-5%
抗氧剂 0.1-0.5%
抗紫外剂 0.1-0.5%
硅烷偶联剂 0.1-0.5%；
各原料的质量百分比之和为100%；
基体树脂为混合高密度聚乙烯，所述混合高密度聚乙烯是由高熔融指数高密度聚乙烯和低熔融指数高密度聚乙烯混合组成，所述高熔融指数高密度聚乙烯：低熔融指数高密度聚乙烯的质量比=（30-50）：（10-30），所述高熔融指数高密度聚乙烯的熔融指数为18g/10min，所述低熔融指数高密度聚乙烯的熔融指数为0.8g/10min。
2.根据权利要求1所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：所述托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料由以下重量百分比的各原料制备而成：
混合高密度聚乙烯 62%
无碱玻璃纤维 20%
耐磨剂 7%
阻燃剂 7%
接枝剂 3%
抗氧剂 0.4%
抗紫外剂 0.4%
硅烷偶联剂 0.2%；
所述混合高密度聚乙烯是由高熔融指数高密度聚乙烯和低熔融指数高密度聚乙烯混合组成。
3.根据权利要求2所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：所述高熔融指数高密度聚乙烯：低熔融指数高密度聚乙烯的质量比=44:18。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：所述无碱玻璃纤维的直径为13微米或14微米。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：所述耐磨剂为石墨粉、聚四氟乙烯、二硫化钼中的一种或几种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：所述阻燃剂选用的是微囊包覆性红磷。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：所述接枝剂选用的是马来酸酐接枝PE。
8.根据权利要求1-3任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：抗氧剂选用的是抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或几种。
9.根据权利要求1-3任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：抗紫外剂选用的是UV531、UV770中的一种或几种。
10.根据权利要求1-3任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料，其特征在于：硅烷偶联剂选用的是KH-550、KH-560中的一种或几种。
11.根据权利要求1-10任一项所述的一种托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1，取所述原料中除无碱玻璃纤维以外的各原料组分混合搅拌均匀；
步骤S2，将步骤S1所得混合物料与无碱玻璃纤维共混挤出，得到托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料。
12.根据权利要求11所述的托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述搅拌采用在高速搅拌机中进行，搅拌时间为5-20 min。
13.根据权利要求11所述的托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用双螺杆挤出机中进行挤出，在双螺杆挤出机的第四段的加纤口加入无碱玻璃纤维。
14.根据权利要求13所述的托辊用阻燃耐磨高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述双螺杆挤出的参数设置如下：第一段至第十段的温度分别为180-200℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃、200-230℃，机头温度为230℃，主机转速为300-500rpm，喂料速率为30-50rpm。
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