CN110835430A - 一种增韧改性的hdpe材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明高分子材料及其制备技术领域，特别涉及一种增韧改性的HDPE材料及其制备工艺。一种增韧改性的HDPE材料，由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12‑15份、聚氨酯弹性体8‑11份、季戊四醇硬脂酸5‑8份、透明成核剂1‑5份、改性碳纳米管10‑15份、马来酸酐接枝相容剂14‑18份、玻璃纤维4~8份、阻燃剂5‑10份、抗氧剂4‑8份、分散剂2~4份、氨基硅油4‑10份、硅烷偶联剂0.1‑0.5份、紫外线吸收剂2~5份、复合防老剂2‑4份。具有优越的耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性、耐老化性能。本发明的制备工艺简单、适于大批量生产。

Description

一种增韧改性的HDPE材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及高分子材料及其制备技术领域，特别涉及一种增韧改性的HDPE材料及其制备工艺。
背景技术
高密度聚乙烯(HDPE)为白色粉末或颗粒状产品．无毒，无味，结晶度为80%～90%，软化点为125～l35℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小，吸水性低；耐老化性能差，耐环境应力开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以树脂中须加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来改善这方面的不足。
发明内容
发明的目的：本发明的目的在于提供一种增韧改性的HDPE材料及其制备工艺，改善HDPE材料的脆性、增加其韧性、耐老化性能、延长其使用寿命。
技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种增韧改性的HDPE材料，由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12-15份、聚氨酯弹性体8-11份、季戊四醇硬脂酸5-8份、透明成核剂1-5份、改性碳纳米管10-15份、玻璃纤维4-8份、马来酸酐接枝相容剂14-18份、阻燃剂5-10份、抗氧剂4-8份、分散剂2~4份、氨基硅油4-10份、硅烷偶联剂0.1-0.5份、紫外线吸收剂2~5份、复合防老剂2-4份。
优选的，上述增韧改性的HDPE材料由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12-15份、聚氨酯弹性体8-11份、季戊四醇硬脂酸5-7份、透明成核剂2-4份、改性碳纳米管10-12份、玻璃纤维4-6份、马来酸酐接枝相容剂14-16份、阻燃剂5-7份、抗氧剂4-6份、氨基硅油6-9份、硅烷偶联剂0.2-0.4份、紫外线吸收剂2~4份、复合防老剂2-4份。
优选的，上述增韧改性的HDPE材料由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12 份、聚氨酯弹性体10份、季戊四醇硬脂酸6份、透明成核剂4份、改性碳纳米管10份、玻璃纤维4份、马来酸酐接枝相容剂14份、阻燃剂5份、抗氧剂4份、分散剂2份、氨基硅油6份、硅烷偶联剂0.2份、紫外线吸收剂2份、复合防老剂2份。
进一步地，上述玻璃纤维的单丝的直径为12微米，每束纤维原丝均由200~1000根单丝组成。
进一步地，上述阻燃剂为磷酸二氢铵；上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂AO-30中的至少一种。
进一步地，上述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
进一步地，上述紫外线吸收剂为UV-531、UV-P、UV-327中的至少一种。
进一步地，上述复合防老剂由防老剂DNP和防老剂MB按质量比（0.5~2）:（0.5~1）混合而成。
一种增韧改性的HDPE材料的制备工艺，具体包括如下步骤：
S1：备料：按组成原料的重量份称取所有原料；
S2：将HDPE、聚烯烃弹性增韧体、聚氨酯弹性体、季戊四醇硬脂酸、透明成核剂、改性碳纳米管、玻璃纤维、马来酸酐接枝相容剂、阻燃剂、抗氧剂、氨基硅油、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、复合防老剂置于高速混料机中混合至少60min，混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行反应挤出、脱水、冷却、切粒；得增韧改性的HDPE材料。
进一步地，上述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区180~185 ℃、二区185~190 ℃、三区190~195 ℃、四区195~200 ℃、五区200~210 ℃、机头 210 ℃；螺杆转速200~300 r/min。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
本发明的增韧改性的HDPE材料，添加了聚烯烃弹性增韧体、聚氨酯弹性体、季戊四醇硬脂酸、透明成核剂、改性碳纳米管、马来酸酐接枝相容剂、以及改性助剂，配方合理、各组分之间协同作用，尤其是聚烯烃弹性增韧体、聚氨酯弹性体和高密度聚乙烯，有效地增加了高密度聚乙烯的韧性，使其具有优越的耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性、耐老化性能。且，本发明的制备工艺简单、适于大批量生产。
具体实施方式
下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1：
一种增韧改性的HDPE材料，由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12 份、聚氨酯弹性体10份、季戊四醇硬脂酸6份、透明成核剂4份、改性碳纳米管10份、马来酸酐接枝相容剂14份、玻璃纤维4份、阻燃剂5份、抗氧剂4份、分散剂2份、氨基硅油6份、硅烷偶联剂0.2份、紫外线吸收剂2份、复合防老剂2份。
进一步地，所述玻璃纤维的单丝的直径为12微米，每束纤维原丝均由200~1000根单丝组成。
进一步地，所述阻燃剂为磷酸二氢铵；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂AO-30。
进一步地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
进一步地，所述紫外线吸收剂为UV-531、UV-P和UV-327。
进一步地，所述复合防老剂由防老剂DNP和防老剂MB按质量比1:1混合而成。
一种增韧改性的HDPE材料的制备工艺，具体包括如下步骤：
S1：备料：按组成原料的重量份称取所有原料；
S2：将HDPE、聚烯烃弹性增韧体、聚氨酯弹性体、季戊四醇硬脂酸、透明成核剂、改性碳纳米管、玻璃纤维、马来酸酐接枝相容剂、阻燃剂、抗氧剂、氨基硅油、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、复合防老剂置于高速混料机中混合60min，混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行反应挤出、脱水、冷却、切粒；得增韧改性的HDPE材料。
进一步地，上述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区180~185 ℃、二区185~190 ℃、三区190~195 ℃、四区195~200 ℃、五区200~210 ℃、机头 210 ℃；螺杆转速300 r/min。
实施例2：
所述增韧改性的HDPE材料由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体15份、聚氨酯弹性体8份、季戊四醇硬脂酸5份、透明成核剂3份、改性碳纳米管12份、马来酸酐接枝相容剂16份、玻璃纤维5份、阻燃剂7份、抗氧剂6份、氨基硅油7份、硅烷偶联剂0.3份、紫外线吸收剂3份、复合防老剂3份。
进一步地，所述玻璃纤维的单丝的直径为12微米，每束纤维原丝均由200~1000根单丝组成。
进一步地，所述阻燃剂为磷酸二氢铵；所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168。
进一步地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
进一步地，所述紫外线吸收剂为UV-531和UV-327。
进一步地，所述复合防老剂由防老剂DNP和防老剂MB按质量比2:1混合而成。
一种增韧改性的HDPE材料的制备工艺，具体包括如下步骤：
S1：备料：按组成原料的重量份称取所有原料；
S2：将HDPE、聚烯烃弹性增韧体、聚氨酯弹性体、季戊四醇硬脂酸、透明成核剂、改性碳纳米管、玻璃纤维、马来酸酐接枝相容剂、阻燃剂、抗氧剂、氨基硅油、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、复合防老剂置于高速混料机中混合90min，混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行反应挤出、脱水、冷却、切粒；得增韧改性的HDPE材料。
进一步地，上述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区180~185 ℃、二区185~190 ℃、三区190~195 ℃、四区195~200 ℃、五区200~210 ℃、机头 210 ℃；螺杆转速250r/min。
实施例3：
所述增韧改性的HDPE材料由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体14份、聚氨酯弹性体8份、季戊四醇硬脂酸5份、透明成核剂2份、改性碳纳米管11份、马来酸酐接枝相容剂15、玻璃纤维6份、阻燃剂6份、抗氧剂5份、氨基硅油8份、硅烷偶联剂0.4份、紫外线吸收剂4份、复合防老剂4份。
进一步地，所述玻璃纤维的单丝的直径为12微米，每束纤维原丝均由200~1000根单丝组成。
进一步地，所述阻燃剂为磷酸二氢铵；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂AO-30。
进一步地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
进一步地，所述紫外线吸收剂为UV-531、UV-P和UV-327。
进一步地，所述复合防老剂由防老剂DNP和防老剂MB按质量比0.5:1混合而成。
一种增韧改性的HDPE材料的制备工艺，具体包括如下步骤：
S1：备料：按组成原料的重量份称取所有原料；
S2：将HDPE、聚烯烃弹性增韧体、聚氨酯弹性体、季戊四醇硬脂酸、透明成核剂、改性碳纳米管、玻璃纤维、马来酸酐接枝相容剂、阻燃剂、抗氧剂、氨基硅油、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、复合防老剂置于高速混料机中混合80min，混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行反应挤出、脱水、冷却、切粒；得增韧改性的HDPE材料。
进一步地，上述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区180~185 ℃、二区185~190 ℃、三区190~195 ℃、四区195~200 ℃、五区200~210 ℃、机头 210 ℃；螺杆转速200 r/min。
以上所述仅是本发明的实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述增韧改性的HDPE材料由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12-15份、聚氨酯弹性体8-11份、季戊四醇硬脂酸5-8份、透明成核剂1-5份、改性碳纳米管10-15份、玻璃纤维4-8份、马来酸酐接枝相容剂14-18份、阻燃剂5-10份、抗氧剂4-8份、分散剂2~4份、氨基硅油4-10份、硅烷偶联剂0.1-0.5份、紫外线吸收剂2~5份、复合防老剂2-4份。
2. 根据权利要求1所述的一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述增韧改性的HDPE材料由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12-15份、聚氨酯弹性体8-11份、季戊四醇硬脂酸5-7份、透明成核剂2-4份、改性碳纳米管10-12份、玻璃纤维4-6份、马来酸酐接枝相容剂14-16份、阻燃剂5-7份、抗氧剂4-6份、氨基硅油6-9份、硅烷偶联剂0.2-0.4份、紫外线吸收剂2~4份、复合防老剂2-4份。
3. 根据权利要求1所述的一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述增韧改性的HDPE材料由包括以下重量份的原料制成：HDPE 100份、聚烯烃弹性增韧体12 份、聚氨酯弹性体10份、季戊四醇硬脂酸6份、透明成核剂4份、改性碳纳米管10份、玻璃纤维4份、马来酸酐接枝相容剂14份、阻燃剂5份、抗氧剂4份、分散剂2份、氨基硅油6份、硅烷偶联剂0.2份、紫外线吸收剂2份、复合防老剂2份。
4.根据权利要求1所述的一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述玻璃纤维的单丝的直径为12微米，每束纤维原丝均由200~1000根单丝组成。
5.根据权利要求1任意一项所述的一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述阻燃剂为磷酸二氢铵；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂AO-30中的至少一种。
6.根据权利要求1任意一项所述的一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述紫外线吸收剂为UV-531、UV-P、UV-327中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种增韧改性的HDPE材料，其特征在于：所述复合防老剂由防老剂DNP和防老剂MB按质量比（0.5~2）:（0.5~1）混合而成。
9.如权利要求1~8任意一项所述的一种增韧改性的HDPE材料的制备工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：
S1：备料：按组成原料的重量份称取所有原料；
S2：将HDPE、聚烯烃弹性增韧体、聚氨酯弹性体、季戊四醇硬脂酸、透明成核剂、改性碳纳米管、玻璃纤维、马来酸酐接枝相容剂、阻燃剂、抗氧剂、氨基硅油、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、复合防老剂置于高速混料机中混合至少60min，混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行反应挤出、脱水、冷却、切粒；得增韧改性的HDPE材料。
10. 如权利要求9所述的一种增韧改性的HDPE材料的制备工艺，其特征在于：所述双螺杆挤出机的挤出工艺为：一区180~185 ℃、二区185~190 ℃、三区190~195 ℃、四区195~200℃、五区200~210 ℃、机头 210 ℃；螺杆转速200~300 r/min。
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