CN115636995A - 聚乙烯树脂组合物、改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚乙烯组合物、改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法。该聚乙烯组合物，其包括高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、纳米材料及偶联剂。本发明的聚乙烯组合物不仅包括超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂，还向组合物中加入纳米材料及偶联剂，从而极大地改善了超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂体系的分散性和相容性，无论在加工型还是最终产品性能方面，均能够更有效地发挥超高分子量聚乙烯的作用。因此，该树脂组合物可以采用常规塑料加工技术即可对其进行加工成型，在后续加工成管材或板材制品后，不会出现分相等问题，制品的内外表面均光滑。而且，得到的改性高密度聚乙烯树脂制品兼具了各方面的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体而言，涉及一种聚乙烯树脂组合物、改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
自1953年Ziegler使用TiCl4和AlEt3在低压下使乙烯聚合生成高密度聚乙烯，迄今已有60多年，高密度聚乙烯的开发生产不断取得技术创新，因其综合性能优良，原料来源丰富，成本较低而不断开发出新的用途和市场。高密度聚乙烯目前是世界上生产能力和需求量位居第三大类的聚烯烃品种，其主要用于薄膜、吹塑、管材等。但是高密度聚乙烯由于结构上的特点，使其耐高温性能较差，力学性能及耐化学性能有时也不能满足实际使用的要求，这限制了高密度聚乙烯的广泛应用，故而对其进行改性一直是高密度聚乙烯产品开发应用的关键。
专利CN102329444B公开了一种改性聚乙烯树脂生产配方及其制备方法，其由高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂及石墨、松节油等添加剂组成，改性后树脂具有高的耐磨性、良好的耐温性，但得到的塑料粒子需要进行辐射交联处理，工艺复杂且成本较高。专利CN103059371B公开了一种改性聚乙烯薄膜材料，该材料具有透光率高、保温性好等优点，但不具有耐磨性，不适用于油田输送管道等领域。专利CN102241846B公开了一种硫酸钙晶须改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法，该复合材料强度高、韧性好、耐应力开裂性能好，但需要添加多种助剂，成本较高，须先将硫酸钙晶须进行改性，而且该复合材料耐磨性不高。专利CN102161796B公开了一种改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法，该方法制得的复合材料具有良好的耐水性，仅适用于产品包装领域。
综上，现有技术中的改性高密度聚乙烯树脂存在或成本高、或耐磨性差、或耐化学药品性能差、或耐温性能差、或加工性能差等问题。基于此，有必要提供一种改性高密度聚乙烯复合材料，以改善上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种聚乙烯组合物、改性高密度聚乙烯复合材料及其制备方法，以解决现有技术中的改性高密度聚乙烯树脂存在或成本高、或耐磨性差、或耐化学药品性能差、或耐温性能差、或加工性能差等的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚乙烯树脂组合物。聚乙烯树脂组合物包括高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、纳米材料及偶联剂。
进一步地，按重量份计，聚乙烯树脂组合物包含45～65份的高密度聚乙烯树脂、25～55份的超高分子量聚乙烯树脂、2～10份的纳米材料及0.5～3份的偶联剂。
进一步地，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.4～1.0g/10min，粉末堆积密度≥0.30g/cm3，优选粉末堆积密度0.35～0.45g/cm3。
进一步地，超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为180～350万，粉末堆积密度≥0.30g/cm3，优选粉末堆积密度为0.38～0.45g/cm3。
进一步地，纳米材料为纳米无机材料，优选纳米无机材料为纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、纳米二硫化钼和纳米碳酸钙中的一种或多种。
进一步地，偶联剂为钛酸酯类偶联剂或硅烷类偶联剂，优选为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯或乙烯基三乙氧基硅烷。
进一步地，聚乙烯树脂组合物还包含增塑剂、抗氧剂、润滑剂和抗紫外线剂中的一种或多种；优选地，按重量份计，聚乙烯树脂组合物还包含2～10份的增塑剂、0.3～2.0份的抗氧剂、0.5～2.0份的润滑剂及0.3～1.5份的抗紫外线剂。
进一步地，增塑剂为环巳烷1,2-二甲酸二异壬基酯和/或柠檬酸三正丁酯；优选地，抗氧剂为抗氧剂CA、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种；优选地，润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铁、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸中的一种或多种；优选地，抗紫外线剂为UV-531。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种改性高密度聚乙烯复合材料，改性高密度聚乙烯复合材料由上述聚乙烯树脂组合物依次经机械混合、挤出造粒得到。
根据本发明的另一方面，提供了一种上述的改性高密度聚乙烯复合材料的制备方法，将上述的聚乙烯树脂组合物依次进行机械共混、挤出造粒，得到改性高密度聚乙烯复合材料。
进一步地，机械共混过程包括：先将纳米材料及偶联剂投入到高速混合机内进行第一阶段机械混合，再将高密度聚乙烯树脂及超高分子量聚乙烯树脂投入到高速混合机内进行第二阶段机械混合；优选地，第一阶段机械混合过程中，混合温度为30～70℃；混合时间为10～30min；优选地，第二阶段机械混合过程中，混合温度为75～85℃；混合时间为10～60min；优选地，挤出造粒过程中，处理温度为180～220℃，螺杆转速为80～150r/min。
本发明的聚乙烯组合物不仅包括超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂，还向组合物中加入纳米材料及偶联剂，从而极大地改善了超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂体系的分散性和相容性，无论在加工型还是最终产品性能方面，均能够更有效地发挥超高分子量聚乙烯的作用。因此，该树脂组合物可以采用常规塑料加工技术即可对其进行加工成型，在后续加工成管材或板材制品后，不会出现分相等问题，制品的内外表面均光滑。而且，得到的改性高密度聚乙烯树脂制品兼具了各方面的综合性能。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所描述的，现有技术中的改性高密度聚乙烯树脂存在或成本高、或耐磨性差、或耐化学药品性能差、或耐温性能差、或加工性能差等的问题。为了解决这一问题，本发明提出了一种聚乙烯组合物，其包括高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、纳米材料及偶联剂。
超高分子量聚乙烯具有极高的耐磨性、较高的耐温性、较佳的自润滑性、较佳的耐化学药品性、较佳的耐冲击性和较佳的抗结垢性等优良特性。但是利用其和高密度聚乙烯共混以改善高密度聚乙烯材料的耐高温性能及耐化学性能时，却存在以下问题：一方面，由于超高分子量聚乙烯的分子量极高，大分子链间的无规则缠结，使其熔体黏度极高、流动性差，故而难以用常规的塑料加工技术进行加工。另一方面，在将其和高密度聚乙烯共混以改善材料的性能时，材料的物理力学性能会有所下降，后续加工成管材或者板材制品后，容易出现分相、制品表面粗糙等问题。而本发明的聚乙烯组合物不仅包括超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂，还向组合物中加入纳米材料及偶联剂，从而极大地改善了超高分子量聚乙烯树脂和高密度聚乙烯树脂体系的分散性和相容性，无论在加工型还是最终产品性能方面，均能够更有效地发挥超高分子量聚乙烯的作用。因此，该树脂组合物可以采用常规塑料加工技术即可对其进行加工成型，在后续加工成管材或板材制品后，不会出现分相等问题，制品的内外表面均光滑。而且，得到的改性高密度聚乙烯树脂制品兼具了各方面的综合性能。
具体地，首先，由本发明上述树脂组合物得到的改性高密度聚乙烯树脂制品兼具了超高分子量聚乙烯的优异的耐磨性、耐冲击性、自润滑性、耐化学药品性、耐环境应力开裂性、抵抗快速开裂能力等性能。其次，本发明的改性高密度聚乙烯复合材料还充分利用了纳米材料的纳米尺度效应，大幅度提升了其耐磨性、抗冲击性等物理机械性能。上述优异性能的兼顾促使制品可适用于对耐磨要求较高的领域，如石油内衬管、耐磨板材等领域，应用领域广泛。再者，偶联剂能改善高密度聚乙烯树脂与纳米材料或超高分子量聚乙烯树脂的界面性能，在塑料加工过程中可降低高密度聚乙烯树脂熔体的粘度，改善纳米材料的分散度以提高材料的加工性能，进而使制品获得更佳的表面质量、机械性能及热性能。而且，制得的改性高密度聚乙烯树脂制品具有更佳的物理力学性能。同时，上述制品还具有较好的加工性能，具体体现在其具有较佳的流动性，可以在通用的设备上挤出成型。另外，本发明的上述组合物，原料易得、制备方法简单、安全环保、成本较低，有利于进行推广应用。
总之，由本发明上述树脂组合物得到的改性高密度聚乙烯树脂制品与普通的高密度聚乙烯树脂相比，其拉伸强度可达到30～35MPa，断裂伸长率可达到400～500％，冲击强度可达到80～100kJ/m2。在将其用于生产石油内衬管及耐磨板材等时，在盐碱液中不受腐蚀，可以在80℃的浓盐酸中应用，在75％的浓硫酸、20％的硝酸中性能稳定，对海水、液体洗涤剂也很稳定。
需说明的是，本发明的超高分子量聚乙烯树脂(UHMWPE)是指分子量在150万以上的线性结构聚乙烯。
为了进一步提高材料的上述优异性能，优选地，按重量份计，聚乙烯树脂组合物包含45～65份的高密度聚乙烯树脂、25～55份的超高分子量聚乙烯树脂、2～10份的纳米材料及0.5～3份的偶联剂。基于此，高密度聚乙烯树脂和超高分子量聚乙烯树脂的相容性更佳，本发明的改性高密度聚乙烯复合材料具有更佳的物理机械性能，更佳的耐磨性、耐冲击性、自润滑性、耐化学药品性、耐环境应力开裂性及抵抗快速开裂能力。同时，其还具有较好的加工性能。
为了进一步平衡材料的加工性能、力学性能、耐磨性、耐化学药品性及耐温性，优选高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.4～1.0g/10min，粉末堆积密度≥0.30g/cm3，优选为0.35～0.45g/cm3。优选超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为180～350万，粉末堆积密度≥0.30g/cm3，优选为0.38～0.45g/cm3。堆积密度太低，聚乙烯树脂粉末形态差，影响加工及产品质量；堆积密度过高，对聚乙烯树脂要求高，生产难度大。高密度聚乙烯的熔体流动速率过高，影响产品力学性能，过低影响加工性能。超高分子量聚乙烯的分子量高，耐磨和抗冲击性能好，但过高影响加工性能，分子量低加工性能改善，但力学性能下降。将高密度聚乙烯的熔体流动速率和超高分子量聚乙烯的分子量优选在上述范围，可以进一步平衡制品的上述优异性能。本发明的熔体流动速率MFR5指温度190℃，压力5kg条件下的熔体流动速率。
优选地，纳米材料为纳米无机材料，优选纳米无机材料为纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、纳米二硫化钼和纳米碳酸钙中的一种或多种。采用纳米无机材料，在促使超高分子量聚乙烯及高密度聚乙烯相容的同时，一方面可以促进聚乙烯的结晶均匀，确保其力学性能。另一方面还可以促使树脂基体在断裂过程中发生剪切屈服，吸收大量塑性形变能，促使基体脆-韧转变，进而可以提高改性高密度聚乙烯复合材料的抗冲击性能。
优选地，偶联剂为钛酸酯类偶联剂或硅烷类偶联剂，更优选为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯或乙烯基三乙氧基硅烷。偶联剂选自上述类型，能进一步改善高密度聚乙烯树脂与纳米材料或超高分子量聚乙烯树脂的界面性能，在塑料加工过程中可进一步降低高密度聚乙烯树脂熔体的粘度、改善纳米材料的分散度，进而促使制品获得更佳的表面质量、机械性能及热性能。
为了进一步提高复合材料的环保性能、使用寿命，聚乙烯树脂组合物还包含增塑剂、抗氧剂、润滑剂和抗紫外线剂中的一种或多种。更优选地，按重量百分比计，优选聚乙烯树脂组合物还包含2～10wt％的增塑剂、0.3～2.0wt％的抗氧剂、0.5～2.0wt％的润滑剂及0.3～1.5wt％的抗紫外线剂。
上述增塑剂、抗氧剂、润滑剂及抗紫外线剂的类型可选用本领域常用试剂。为了进一步提高复合材料的环保性能，优选增塑剂为环巳烷1,2-二甲酸二异壬基酯和/或柠檬酸三正丁酯。优选地，抗氧剂为抗氧剂CA、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。抗氧剂选自上述种类可以使得本发明改性高密度聚乙烯复合材料在加工过程中不降解，从而增加其使用寿命。优选地，润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铁、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸中的一种或多种。为了增强复合材料的抗紫外线能力，从而增加其使用寿命，优选抗紫外线剂为UV-531。
本发明还提供了一种改性高密度聚乙烯复合材料，由上述的聚乙烯树脂组合物依次经机械混合、挤出造粒得到。
基于前文的各项原因，本发明的改性高密度聚乙烯复合材料具有较好的加工性能，采用本领域常规的方法即可加工得到，将上述原材料进行机械混合、挤出造粒，即可得到上述改性高密度聚乙烯复合材料。而且，本发明的改性高密度聚乙烯复合材料具有更佳的物理机械性能，更佳的耐磨性、耐冲击性、自润滑性、耐化学药品性、耐环境应力开裂性及抵抗快速开裂能力。
本发明还提供了一种上述改性高密度聚乙烯复合材料的制备方法，将高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、纳米材料及偶联剂依次进行机械共混、挤出造粒，得到改性高密度聚乙烯复合材料。
基于前文的各项原因，本发明的改性高密度聚乙烯复合材料具有较好的加工性能，采用本领域常规的方法即可加工得到，将上述原材料进行机械混合、挤出造粒，即可得到上述改性高密度聚乙烯复合材料。而且，本发明的改性高密度聚乙烯复合材料具有更佳的物理机械性能，更佳的耐磨性、耐冲击性、自润滑性、耐化学药品性、耐环境应力开裂性及抵抗快速开裂能力。
为了进一步平衡材料的上述优异性能，优选地，机械共混过程包括：先将纳米材料及偶联剂投入到高速混合机内进行第一阶段机械混合，再将高密度聚乙烯树脂及超高分子量聚乙烯树脂投入到高速混合机内进行第二阶段机械混合。
在一种优选的实施方案中，第一阶段机械混合过程中，混合温度为30～70℃；混合时间为10～30min；优选地，第二阶段机械混合过程中，混合温度为75～85℃；混合时间为10～60min。优选地，第二阶段机械混合过程中，还包括向高速混合机内投加增塑剂、抗氧剂、润滑剂及抗紫外线剂中的一种或多种。基于此，可以更有效的控制体系的黏度，促使材料的上述优异性能的均一性更佳。
为了进一步提高材料的上述优异性能的均一性，优选挤出造粒过程中，处理温度为180～220℃，螺杆转速为80～150r/min。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
| 纳米材料(二氧化硅) | 5份 |
| 偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷) | 1份 |
| 高密度聚乙烯树脂 | 45份 |
| 超高分子量聚乙烯树脂 | 40份 |
| 增塑剂(环巳烷1,2-二甲酸二异壬基酯) | 5份 |
| 抗氧剂(抗氧剂CA) | 1份 |
| 润滑剂(硬脂酸钙) | 1.5份 |
| 抗紫外线剂(UV-531) | 1.5份 |
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.4g/10min，粉末堆积密度为0.35g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为183万，粉末堆积密度为0.38g/cm3。
制备过程：
将纳米材料、偶联剂分别按照上述比例投入到高速混合机内进行第一阶段机械混合，于30℃下混合10min，取出混合物置于真空干燥箱100℃干燥2h，干燥后经研磨处理，再投入到高速混合机内。
然后将高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂分别按照上述比例投入到高速混合机内。同时将增塑剂、抗氧剂、润滑剂、抗紫外线剂按比例投入到高速混合机中进行第二阶段机械混合，于75℃下混合10min，得到混合物。
将得到的混合物于双螺杆中挤出造粒，料筒温度为180℃，螺杆转速为80r/min，得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
实施例2
和实施例1的区别在于：
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.6g/10min，粉末堆积密度为0.45g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为220万，粉末堆积密度为0.40g/cm3。
制备过程：
第一阶段机械混合过程中，40℃下混合15min，将混合物置于真空干燥箱100℃干燥3h。
第二阶段机械混合过程中，85℃下混合60min。
得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
实施例3
和实施例1的区别在于：
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.92g/10min，粉末堆积密度为0.42g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为280万，粉末堆积密度为0.41g/cm3。
第一阶段机械混合过程中，50℃下混合20min，100℃干燥4h。
第二阶段机械混合过程中，80℃下混合60min。
挤出造粒过程中，料筒温度为200℃，螺杆转速为120r/min。
得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
实施例4
和实施例1的区别在于：
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.52g/10min，粉末堆积密度为0.38g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为292万，粉末堆积密度为0.40g/cm3。
第一阶段机械混合过程中，60℃下混合30min。
第二阶段机械混合过程中，85℃下混合40min。
挤出造粒过程中，料筒温度为220℃，螺杆转速为150r/min。
得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
实施例5
和实施例1的区别在于：
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.55g/10min，粉末堆积密度为0.39g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为308万，粉末堆积密度为0.40g/cm3。
第一阶段机械混合过程中，60℃下混合30min，100℃干燥3h。第二阶段机械混合过程中，80℃下混合30min。挤出造粒，料筒温度为220℃，螺杆转速为150r/min。
得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
实施例6
和实施例1的区别在于：
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
| 纳米材料(二硫化钼) | 2份 |
| 偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷) | 0.5份 |
| 高密度聚乙烯树脂 | 58份 |
| 超高分子量聚乙烯树脂 | 35份 |
| 增塑剂(柠檬酸三正丁酯) | 2份 |
| 抗氧剂(抗氧剂1010) | 1份 |
| 润滑剂(硬脂酸) | 1份 |
| 抗紫外线剂(UV-531) | 0.5份 |
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.98g/10min，粉末堆积密度为0.43g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为345万，粉末堆积密度为0.41g/cm3。
第一阶段机械混合过程中，70℃下混合30min。
第二阶段机械混合过程中，80℃下混合20min。
挤出造粒，料筒温度为210℃，螺杆转速为110r/min。
得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
实施例7
和实施例1的区别在于：
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.82g/10min，粉末堆积密度为0.40g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为350万，粉末堆积密度为0.42g/cm3。
第一阶段机械混合过程中，30℃下混合40min。
第二阶段机械混合过程中，60℃下混合20min。
挤出造粒，料筒温度为190℃，螺杆转速为120r/min。
得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
实施例8
和实施例1的区别在于：
聚乙烯树脂组合物成分，按重量份计：
| 纳米材料(二氧化硅) | 1份 |
| 偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷) | 0.5份 |
| 高密度聚乙烯树脂 | 58份 |
| 超高分子量聚乙烯树脂 | 35份 |
| 增塑剂(环巳烷1,2-二甲酸二异壬基酯) | 2份 |
| 抗氧剂(抗氧剂CA) | 1份 |
| 润滑剂(硬脂酸钙) | 2份 |
| 抗紫外线剂(UV-531) | 0.5份 |
其中，高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.44g/10min，粉末堆积密度为0.43g/cm3。超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为350万，粉末堆积密度为0.40g/cm3。
第一阶段机械混合过程中，30℃下混合60min。
第二阶段机械混合过程中，60℃下混合30min。
挤出造粒，料筒温度为210℃，螺杆转速为150r/min。
得到改性高密度聚乙烯复合材料。将其应用于石油内衬管的加工，加工情况良好，管材内外壁光滑。
对比例1
和实施例1的区别仅在于不加入纳米材料及偶联剂。
对比例2
普通的高密度聚乙烯树脂。型号为L0555P。
性能表征：
拉伸强度和断裂伸长率按GB/T 1040.1-2018测试。简支梁缺口冲击强度按GB/T1043.1-2008测试。测试结果见下表1所示。
表1
| 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | 冲击强度(kJ/m<sup>2</sup>) | |
| 实施例1 | 34 | 453 | 89 |
| 实施例2 | 35 | 495 | 92 |
| 实施例3 | 35 | 476 | 88 |
| 实施例4 | 32 | 422 | 91 |
| 实施例5 | 35 | 480 | 100 |
| 实施例6 | 34 | 418 | 83 |
| 实施例7 | 35 | 482 | 89 |
| 实施例8 | 30 | 428 | 94 |
| 对比例1 | 23 | 200 | 55 |
| 对比例2 | 25 | 383 | 15 |
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (11)
1.一种聚乙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚乙烯树脂组合物包括高密度聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、纳米材料及偶联剂。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于，按重量份计，所述聚乙烯树脂组合物包含45～65份的所述高密度聚乙烯树脂、25～55份的所述超高分子量聚乙烯树脂、2～10份的所述纳米材料及0.5～3份的所述偶联剂。
3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂的熔体流动速率MFR5为0.4～1.0g/10min，粉末堆积密度≥0.30g/cm3，优选粉末堆积密度0.35～0.45g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯树脂的黏均分子量为180～350万，粉末堆积密度≥0.30g/cm3，优选粉末堆积密度为0.38～0.45g/cm3。
5.根据权利要求1或2所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于，所述纳米材料为纳米无机材料，优选所述纳米无机材料为纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、纳米二硫化钼和纳米碳酸钙中的一种或多种。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂或硅烷类偶联剂，优选为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯或乙烯基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于，所述聚乙烯树脂组合物还包含增塑剂、抗氧剂、润滑剂和抗紫外线剂中的一种或多种；优选地，按重量份计，所述聚乙烯树脂组合物还包含2～10份的所述增塑剂、0.3～2.0份的所述抗氧剂、0.5～2.0份的所述润滑剂及0.3～1.5份的所述抗紫外线剂。
8.根据权利要求7所述的聚乙烯树脂组合物，其特征在于，所述增塑剂为环巳烷1,2-二甲酸二异壬基酯和/或柠檬酸三正丁酯；
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂CA、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种；
优选地，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸铁、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸中的一种或多种；
优选地，所述抗紫外线剂为UV-531。
9.一种改性高密度聚乙烯复合材料，其特征在于，所述改性高密度聚乙烯复合材料由权利要求1至8中任一项所述的聚乙烯树脂组合物依次经机械混合、挤出造粒得到。
10.一种权利要求9所述的改性高密度聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，将权利要求1至8中任一项所述的聚乙烯树脂组合物依次进行机械共混、挤出造粒，得到所述改性高密度聚乙烯复合材料。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述机械共混过程包括：先将所述纳米材料及所述偶联剂投入到高速混合机内进行第一阶段机械混合，再将所述高密度聚乙烯树脂及所述超高分子量聚乙烯树脂投入到所述高速混合机内进行第二阶段机械混合；
优选地，所述第一阶段机械混合过程中，混合温度为30～70℃；混合时间为10～30min；
优选地，所述第二阶段机械混合过程中，混合温度为75～85℃；混合时间为10～60min；
优选地，所述挤出造粒过程中，处理温度为180～220℃，螺杆转速为80～150r/min。
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