CN116003892A - 一种高力学和高耐环境应力开裂性能的聚乙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高力学和高耐环境应力开裂性能的聚乙烯复合材料及其制备方法和应用。所述聚乙烯复合材料，以重量份计，包括如下组分：高密度聚乙烯树脂45‑90份、复合接枝型相容剂0.5‑10份、聚碳酸酯5‑50份、耐候剂0.2‑2.0份、润滑剂0.2‑2.0份、抗氧剂0.2‑2.0份，所述复合接枝型相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂。本发明的改性高密度聚乙烯复合材料适用于注塑成型，兼具有高耐环境应力开裂、良好的加工性能和优异的力学性能，具有更优异的环境耐久性能。
Description
技术领域
本发明涉及改性塑料技术领域，特别涉及一种高力学和高耐环境应力开裂性能的聚乙烯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
注塑成型具有自动化程度高、生产效率高、尺寸精确易控制、适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域，是高分子材料最常用的成型方式之一。
高密度聚乙烯(HDPE)的使用温度较宽，适用于挤塑成型、注塑成型和吹塑成型等工艺条件，各种形状的制品均可以成型，在汽车制造、管道、电子电器、电缆护套及军事等领域得到广泛应用。
虽然高密度聚乙烯的产能和需求量每年持续攀升，但是其简单的线形分子链结构决定了高密度聚乙烯制品的韧性、耐环境应力开裂性和可加工性等较差，在应用过程中尤其容易出现环境应力开裂现象，这种现象大大缩短了其使用时间，极大地限制了高密度聚乙烯的应用范围。高密度聚乙烯耐环境应力开裂性的研究表明，由于HDPE特殊的线形的分子链结构，其材料对于极性的溶剂较为敏感，在极性溶剂浸润时，即使受到很小的外界应力，材料会很快从表面发生开裂现象，其使用价值得到大大损失。目前评估其耐环境应力开裂的一个指标是耐环境应力开裂性能，参考标准GB/T 1842。内部摸底测试结果表明，分子量越小，分子链的缠结越少，受侵蚀后越容易发生开裂，即耐环境应力开裂性能越差，反之相反。特别是注塑级HDPE的分子量小，耐环境应力开裂性能很差；另一方面，高密度聚乙烯分子结构的特点导致其机械强度偏低，限制了其应用范围。因此目前亟需一种能保持良好的机械性能同时具有高耐环境应力开裂性能的聚乙烯复合材料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种聚乙烯复合材料，具备较好的耐环境应力开裂和机械性能，本发明还提供了一种聚乙烯复合材料的制备方法及应用。
本发明的高力学和高耐环境应力开裂性能的聚乙烯复合材料，以重量份计，包括如下组分：
所述复合接枝型相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂；所述复合接枝型相容剂的分子结构主链以～A-B～表示，其中A表示PE链段；B表示POE链段，GMA分子接枝在PE嵌段和/或POE嵌段；所述复合接枝型相容剂的主链中，POE摩尔含量为20-80％。
在本申请中，所述复合接枝型相容剂的分子结构主链可以为～ABABAB～、～AAABBBB～、～AABBAABB～、～AAAABBAABBBBAAA～结构中的一种或多种组合。所述复合接枝型相容剂的分子结构主链不限于上述4种结构，主链中的PE链段、POE链段可以以任何形式连接，且各个嵌段的PE、POE链段的分子量可以相同或不相同。
优选地，所述复合接枝型相容剂的结构式嵌段如式(I)所示：
进一步的，所述复合接枝型相容剂的接枝率为5-35％，优选为10-25％。若接枝率太低，增容效果不佳，PE/PC合金相容性不好，耐环境应力差；若接枝率太高，粘度太大，PE/PC共混分散的效果不好，力学和耐环境应力开裂性能也不好。
接枝率的测试方法如下：(1)提纯处理：首先将接枝物在80℃下烘干4小时，将干燥后的样品和二甲苯溶液放到三口烧瓶中加热回流4小时，待接枝物充分溶解后趁热使用布氏漏斗进行过滤，然后使用丙酮溶液多次冲洗，将没有反应的GMA单体除去，然后用80℃烘干12小时，得到纯化的同时含有PE和POE-g-GMA的样品；
(2)接枝物的接枝率测定：称取2g已经纯化的PE和POE-g-GMA样品，量取300mL的二甲苯溶液，一起倒入三口烧瓶中，加热使接枝物完全溶解后加入20mL的氢氧化钾(KOH)/乙醇溶液，继续加热反应1小时左右，使其充分反应，再通过滴定法加入酚酞/乙醇溶液作为指示剂，使用盐酸(HCl)/异丙醇溶液滴定上述溶液，当溶液由红色变为浅红色至无色时，滴定结束，并按照下列算式，计算样品的接枝率(g)。
g＝(V1-V2)×N×M/1000W*100％
式中：V1为空白实验使用的HCl/异丙醇溶液的体积(mL)；
V2为滴定接枝样品消耗的HCl/异丙醇溶液的体积(mL)；
N为HCl/异丙醇溶液的浓度(mol/L)；
M为GMA单体的相对分子质量(g/mol)；
W为所称取的接枝样品的重量(g)。
采用该复合接枝型相容剂与PC进行熔融共混改性，通过加入PC段合金化后的材料，力学性能和耐环境应力开裂性能明显提升，兼具低成本低密度的优势，可以大幅度拓宽其应用。
进一步的，所述高密度聚乙烯树脂的熔融指数为0.9-20g/10min(300℃/1.2kg)，测试标准参照ISO1133-1:2019，由一种或多种HDPE树脂复配得到的可注塑成型的树脂。
进一步的，所述PC树脂聚碳酸酯的熔融指数为10-20g/10min(300℃/1.2kg)，测试标准参照ISO1133-1:2019。
进一步的，所述耐候剂选自光稳定剂UV-3808PP5、T-81、LA-402AF、M535 LIGHTSTABILIZER、邻羟基二苯甲酮类、苯并***类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类、受阻胺光稳定剂(HALS)中的至少一种。
进一步的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、TR451、芥酸酰胺等。
进一步的，所述抗氧剂选自SONOX 1010、SONOX 168、SONOX 1076、DLTDP中的任意一种或多种。
本发明还提供所述聚乙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取各原料，混合均匀得预混物料，将混匀后的物料从主下料口投入双螺杆挤出机，挤出螺杆长径比为(36-48):1，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，挤出机温度设置按1区80-120℃，2-5区180-200℃，其他区200-230℃，造粒后的塑料即为改性的高性能的聚乙烯复合材料。
进一步的，所述复合接枝型相容剂为自制，制备方法如下：将PE树脂、POE和过氧化物引发剂经过充分混匀后经计量装置从双螺杆挤出机的主喂料口加入到挤出机中，GMA单体按照3-40％总重量比例从挤出机的第三节螺筒注入，进行熔融接枝，经冷却、造粒、干燥后，即制得粒料，备用。挤出机温度设置按1区80-120℃，2-5区150-180℃，其他区180-200℃，转速300-400rpm。所述过氧化物引发剂为过氧化二苯甲酰BPO、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮等。
PE和POE在高效过氧化物引发剂作用下可以形成大分子自由基，这些大分子自由基与GMA单体进行熔融接枝反应，分别形成了PE-g-GMA和POE-g-GMA。在熔融接枝反应过程中，PE会在引发剂的作用下出现很严重的链断裂，而POE则也会在过氧化物体系下产生交联反应，本发明采用PE:POE的摩尔比＝(6-9):(1-4)熔融共混后，采用高效过氧化物引发剂进行熔融接枝反应，首先获得共混物，经过分离提纯获得带有PE和POE链段的接枝GMA分子，制备出同时含有PE-g-GMA和POE-g-GMA的复合接枝型相容剂甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂。
本发明还提供所述的聚乙烯复合材料在制备汽车、电子电器、容器、管道产品中的应用，比如水处理管道产品、海上光伏产品、电缆护套类产品。
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
本发明的改性高密度聚乙烯复合材料适用于注塑成型，兼具有高耐环境应力开裂、良好的加工性能和优异的力学性能，具有更优异的环境耐久性能。制备的聚乙烯复合材料性能可满足拉伸强度≥30MPa，最高可达52MPa；悬臂梁缺口冲击强度≥13kJ/m2，最高可达34kJ/m2；耐环境应力开裂F50≥204h，最大可达362h。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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的实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例
下面结合具体实施例和对比例来进一步说明本发明，以下具体实施例均为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制，特别并不局限于下述具体实施例中所使用的各组分原料的型号。实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
一、所使用的各组分原材料如下：
高密度聚乙烯树脂#1(HDPE#1)：牌号HDPE 5000S，独山子石化，MFR＝0.9g/10min；
高密度聚乙烯树脂#2(HDPE#2)：牌号DMDA8008，兰化，MFR＝8g/10min；
高密度聚乙烯树脂(HDPE#3)：牌号HDPE 2911，中石油，MFR＝20g/10min；
复合接枝型相容剂#1：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂，接枝率为5％，POE摩尔含量为20％。
复合接枝型相容剂#2：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂，接枝率为35％，POE摩尔含量为80％。
复合接枝型相容剂#3：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂，接枝率为10％，POE摩尔含量为40％。
复合接枝型相容剂#4：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂，接枝率为25％，POE摩尔含量为60％。
复合接枝型相容剂#5：甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂，接枝率为50％，POE摩尔含量为60％。
聚碳酸酯#1：牌号Panlite LV-2225Z，日本帝人，MFR＝10g/10min(300℃/1.2kg)；
聚碳酸酯#2：牌号FN1900，台湾台化，MFR＝20g/10min(300℃/1.2kg)；
耐候剂：受阻胺类，光稳定剂UV-3808PP5，平行实验使用的是同种物质；
润滑剂：硬脂酸锌，牌号ZINC STEARATE(BS-2818)，平行实验使用的是同种物质；
抗氧剂：受阻酚类(主抗)和亚磷酸酯类(辅抗)复配，比例为1:1，抗氧剂Sonox1010和抗氧剂Sonox168，平行实验使用的是同种物质；
普通相容剂#1：POE-g-MAH，牌号FUSABONDN493，美国杜邦；
普通相容剂#2：PE-g-GMA，牌号PX2250，利安德巴塞尔；
普通相容剂#3：POE-g-GMA，牌号SOG-02，佳易容聚合物(上海)有限公司。
实施例和对比例的聚乙烯复合材料的组分及重量份如表1和表2所示。
实施例和对比例的聚乙烯复合材料制备方法包括如下步骤：
(1)先制备复合接枝型相容剂，将聚乙烯树脂、POE和过氧化物引发剂经过充分混匀后经计量装置从双螺杆挤出机的主喂料口加入到挤出机中，GMA单体按照5％比例从挤出机的第三节螺筒注入，进行熔融接枝，经冷却、造粒、干燥后，即制得粒料；挤出机温度设置按1区80-120℃，2-5区150-180℃，其他区180-200℃，转速300-400rpm。
(2)按重量份称取高密度聚乙烯树脂、复合接枝型相容剂、聚碳酸酯、耐候剂、润滑剂、抗氧剂，混合均匀得预混物料，将混匀后的物料从主下料口投入双螺杆挤出机，挤出螺杆长径比为36-48:1，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，挤出机温度设置按1区80-120℃，2-5区180-200℃，其他区200-230℃，造粒后的塑料即为改性的高性能的聚乙烯复合材料。
二、性能测试方法：
将造粒后的改性PP材料经过注塑制备ISO力学样条、熔融热压法制备100*100*2mm尺寸的光板，截取中间位置用于测试耐环境应力开裂性能。
1.材料物理性能测试方法均参照ISO标准，拉伸强度参照ISO527-2019(23℃环境，1A样条，拉伸速率50mm/min)、悬臂梁缺口冲击强度参照ISO 180-2019(23℃环境，2.75J)。
2.耐环境应力开裂性能测试：参考GB/T 1842-2008进行测试；操作方法如下：
(1)将样料热压制备2mm厚度的样板，在中心取样试验，标准刻刀刻痕；(2)按照要求弯折后放入表面活性剂的介质中(壬基酚聚氧***TX-10)，表面活性剂恒温水浴温度为50±0.5℃，统计试样在介质中破损比例为50％的时间，记为F50，该值越大表明耐环境应力开裂性能越好，反之则越差。
表1实施例配方组成(重量份)及性能测试结果
表2对比例配方组成(重量份)及性能测试结果
从实施例1-13的结果来看，不同组合的配方制备的聚乙烯复合材料性能可满足拉伸强度≥30MPa，最高可达52MPa；悬臂梁缺口冲击强度≥13kJ/m2，最高可达34kJ/m2；耐环境应力开裂F50≥204h，最大可达362h。
对比例1-5均与实施例3单一变量，对比例1-3分别将本发明的相容剂替换为普通相容剂，对比例4的相容剂用量过低，对比例5的相容剂用量过高，上述对比例均无法同时满足力学性能、加工性能和耐环境应力开裂性能的平衡。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种聚乙烯复合材料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：
高密度聚乙烯树脂 45-90份；
复合接枝型相容剂 0.5-10份；
聚碳酸酯 5-50份；
耐候剂 0.2-2.0份；
润滑剂 0.2-2.0份；
抗氧剂 0.2-2.0份；
其中，所述复合接枝型相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯共混物相容剂；所述复合接枝型相容剂的分子结构主链以～A-B～表示，其中A表示PE链段；B表示POE链段，GMA分子接枝在PE嵌段和/或POE嵌段；所述复合接枝型相容剂的主链中，POE摩尔含量为20-80％。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述复合接枝型相容剂的接枝率为5-35％。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述复合接枝型相容剂的接枝率为10-25％。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述高密度聚乙烯树脂的熔融指数为0.9-20g/10min。
5.根据权利要求1所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔融指数为10-20g/10min。
6.根据权利要求1所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述耐候剂选自邻羟基二苯甲酮类、苯并***类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类、受阻胺光稳定剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述润滑剂为乙基双硬脂酰胺EBS、芥酸酰胺中的任意一种或多种。
8.权利要求1～7任一项所述聚乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按重量份称取各组分，混合后从主下料口投入双螺杆挤出机，挤出螺杆长径比为(36-48):1，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，挤出机温度设置按1区80-120℃，2-5区180-200℃，其他区200-230℃，造粒后的塑料即为改性的高性能的聚乙烯复合材料。
9.根据权利要求8所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，复合接枝型相容剂的制备方法为：将聚乙烯树脂、POE和过氧化物引发剂经过充分混合后经计量装置从双螺杆挤出机的主喂料口加入到挤出机中，GMA单体按照3-40％总重量比例从挤出机的第三节螺筒注入，进行熔融接枝，经冷却、造粒、干燥后，即制得粒料；挤出机温度设置按1区80-120℃，2-5区150-180℃，其他区180-200℃，转速300-400rpm。
10.权利要求1～7任一项所述的聚乙烯复合材料在制备汽车、电子电器、容器、管道产品中的应用。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114773704A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-07-22 | 天津金发新材料有限公司 | 一种高阻隔、耐低温、耐环境应力开裂的hdpe材料及其制备方法和应用 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08165391A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
| US6025420A (en) * | 1997-07-24 | 2000-02-15 | The Dow Chemical Company | Compositions for tough and easy melt processible polycarbonate/polyolefin blend resin |
| CN1944531A (zh) * | 2006-10-19 | 2007-04-11 | 东莞银禧塑胶有限公司 | 耐极性溶剂的聚碳酸酯材料及其制备方法 |
| CN101724238A (zh) * | 2008-10-24 | 2010-06-09 | 比亚迪股份有限公司 | 一种聚碳酸酯/聚乙烯合金材料及其制备方法 |
| CN101875770A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-11-03 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种玻纤增强pc/pe合金材料及其制备方法 |
| JP2012077265A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-19 | Idemitsu Kosan Co Ltd | ポリカーボネート樹脂組成物 |
| CN106084614A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 吕智 | 防止pbt合金材料翘曲的相容剂的制备方法及其制得的相容剂 |
| CN106496425A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-03-15 | 杭州师范大学 | 甲基丙烯酸缩水甘油酯熔融接枝聚烯烃材料的制备方法 |
| US20180362747A1 (en) * | 2015-12-09 | 2018-12-20 | Sabic Global Technologies B.V. | Compatibilised polyolefin and polycarbonate composition |
| CN109535682A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-29 | 金发科技股份有限公司 | 一种高熔接线强度聚乙烯/聚碳酸酯合金及其制备方法 |
| CN110564116A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-13 | 上海金发科技发展有限公司 | 高耐热耐溶剂聚碳酸酯组合物及其制备方法 |
| CN111253727A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-06-09 | 昆山悦强电子包装材料有限公司 | 用于制备高强度载带的复合材料 |
| CN111825801A (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-27 | 金发科技股份有限公司 | 一种增韧剂组合物及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-28 CN CN202211707717.0A patent/CN116003892A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08165391A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
| US6025420A (en) * | 1997-07-24 | 2000-02-15 | The Dow Chemical Company | Compositions for tough and easy melt processible polycarbonate/polyolefin blend resin |
| CN1944531A (zh) * | 2006-10-19 | 2007-04-11 | 东莞银禧塑胶有限公司 | 耐极性溶剂的聚碳酸酯材料及其制备方法 |
| CN101724238A (zh) * | 2008-10-24 | 2010-06-09 | 比亚迪股份有限公司 | 一种聚碳酸酯/聚乙烯合金材料及其制备方法 |
| CN101875770A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-11-03 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种玻纤增强pc/pe合金材料及其制备方法 |
| JP2012077265A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-19 | Idemitsu Kosan Co Ltd | ポリカーボネート樹脂組成物 |
| US20180362747A1 (en) * | 2015-12-09 | 2018-12-20 | Sabic Global Technologies B.V. | Compatibilised polyolefin and polycarbonate composition |
| CN106084614A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 吕智 | 防止pbt合金材料翘曲的相容剂的制备方法及其制得的相容剂 |
| CN106496425A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-03-15 | 杭州师范大学 | 甲基丙烯酸缩水甘油酯熔融接枝聚烯烃材料的制备方法 |
| CN109535682A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-29 | 金发科技股份有限公司 | 一种高熔接线强度聚乙烯/聚碳酸酯合金及其制备方法 |
| CN111825801A (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-27 | 金发科技股份有限公司 | 一种增韧剂组合物及其制备方法 |
| CN110564116A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-13 | 上海金发科技发展有限公司 | 高耐热耐溶剂聚碳酸酯组合物及其制备方法 |
| CN111253727A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-06-09 | 昆山悦强电子包装材料有限公司 | 用于制备高强度载带的复合材料 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王翔等: ""PBT/(POE/LLDP-g-GMA共混物的力学性能与形态结构"", 高分子材料科学与工程, vol. 30, no. 11, pages 49 - 53 * |
| 蔡蕾等: ""LDPE加入对POE增韧PBT的影响"", 塑料工业, vol. 47, no. 5, pages 49 - 52 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114773704A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-07-22 | 天津金发新材料有限公司 | 一种高阻隔、耐低温、耐环境应力开裂的hdpe材料及其制备方法和应用 |
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