一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯(PE)是一種質(zhì)輕無毒、具有良好的電絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性能的熱塑性塑料，有較高的剛性，優(yōu)良的成型加工性，優(yōu)異的耐濕性及化學(xué)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于包裝、化工、建筑、機(jī)械和食品加工等領(lǐng)域。然后，由于聚乙烯存在沖擊強(qiáng)度較差、易脆性斷裂等缺點(diǎn)，難以滿足一些領(lǐng)域?qū)π阅艿男枨蟆?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種力學(xué)強(qiáng)度好、韌性高和加工性能優(yōu)良的彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯材料。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯60%?80%、無機(jī)粒子8%?15%、二異氰酸酯1%?2%、乙二醇2%?4%、相容劑3%?8%、玻璃纖維10%?25%、抗氧劑0.1% ?1%。
[0005]所述的無機(jī)粒子為粒徑在0.1 μ m?20 μ m的碳酸鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、云母、滑石粉、高嶺土和硅藻土中的一種或幾種的混合物。
[0006]所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)0
[0007]所述的玻璃纖維為表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維。
[0008]所述的抗氧劑為主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物。
[0009]上述的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將各組分按重量配比稱好待用；
(2)將無機(jī)粒子和乙二醇加入料筒溫度為40°C?70°C混合機(jī)中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆；
(3)然后在混合機(jī)中再加入聚乙烯、相容劑和抗氧劑，并在轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5?30分鐘；
(4)再將上述混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速在150?600轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)筒溫度在180°C?250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉，再進(jìn)行擠出、冷卻、切粒、干燥即得本發(fā)明的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用二異氰酸酯與乙二醇在混合機(jī)中攪拌和加成聚合生成聚氨酯彈性體包覆在無機(jī)粒子表面，形成以無機(jī)粒子為核、彈性體為殼的核殼結(jié)構(gòu)，使其發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)和對(duì)聚乙烯起到良好的協(xié)同增強(qiáng)增韌效果，同時(shí)采用玻纖增強(qiáng)進(jìn)一步提高了材料的力學(xué)性能、耐熱性能和加工性能等。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0012]實(shí)施例1:
一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯65%、粒徑在0.1 μ m?20 μ m的碳酸鈣10%、二異氰酸酯1.5%、乙二醇3%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)5%、表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維15%、主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物0.5%。
[0013]制備方法:(I)將各組分按重量配比稱好待用；(2)將粒徑在0.1 μ m?20 μ m的碳酸鈣和乙二醇加入料筒溫度為40°C?70°C混合機(jī)中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆；(3)然后在混合機(jī)中再加入聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)和主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物，并在轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5?30分鐘；(4)再將上述混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速在150?600轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)筒溫度在180°C?250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉，再進(jìn)行擠出、冷卻、切粒、干燥即得本發(fā)明的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
[0014]實(shí)施例2:
一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯75%、粒徑在0.1 μ m?20 μ m的滑石粉8%、二異氰酸酯1%、乙二醇2%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)3.5%、表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維10%、主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物0.5%。
[0015]制備方法:(I)將各組分按重量配比稱好待用；(2)將粒徑在0.1 μ m?20 μ m的滑石粉和乙二醇加入料筒溫度為40°C?70°C混合機(jī)中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆；(3)然后在混合機(jī)中再加入聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)和主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物，并在轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5?30分鐘；(4)再將上述混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速在150?600轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)筒溫度在180°C?250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉，再進(jìn)行擠出、冷卻、切粒、干燥即得本發(fā)明的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
[0016]實(shí)施例3:
一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯60%、粒徑在0.1 μ m?20 μ m的高嶺土 15%、二異氰酸酯2%、乙二醇4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)8%、表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維10%、主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物1%。
[0017]制備方法:(I)將各組分按重量配比稱好待用；(2)將粒徑在0.1 μ m?20 μ m的高嶺土和乙二醇加入料筒溫度為40°C?70°C混合機(jī)中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆；(3)然后在混合機(jī)中再加入聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)和主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物，并在轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5?30分鐘；(4)再將上述混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速在150?600轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)筒溫度在180°C?250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉，再進(jìn)行擠出、冷卻、切粒、干燥即得本發(fā)明的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯60%?80%、無機(jī)粒子8%?15%、二異氰酸酯1%?2%、乙二醇2%?4%、相容劑3%?8%、玻璃纖維10%?25%、抗氧劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的無機(jī)粒子為粒徑在0.1 μ m?20 μ m的碳酸鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、云母、滑石粉、高嶺土和硅藻土中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的玻璃纖維為表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將各組分按重量配比稱好待用； (2)將無機(jī)粒子和乙二醇加入料筒溫度為40°C?70°C混合機(jī)中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆； (3)然后在混合機(jī)中再加入聚乙烯、相容劑和抗氧劑，并在轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌5?30分鐘； (4)再將上述混合好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將表面經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制螺桿轉(zhuǎn)速在150?600轉(zhuǎn)/分鐘，機(jī)筒溫度在180°C?250°C，通過雙螺桿擠出機(jī)的剪切、混煉，再進(jìn)行擠出、冷卻、切粒、干燥即得本發(fā)明的一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種彈性體包覆無機(jī)粒子填充玻纖增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚乙烯60%～80%、無機(jī)粒子8%～15%、二異氰酸酯1%～2%、乙二醇2%～4%、相容劑3%～8%、玻璃纖維10%～25%、抗氧劑0.1%～1%。本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用二異氰酸酯與乙二醇在混合機(jī)中攪拌和加成聚合生成聚氨酯彈性體包覆在無機(jī)粒子表面，形成以無機(jī)粒子為核、彈性體為殼的核殼結(jié)構(gòu)，使其發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)和對(duì)聚乙烯起到良好的協(xié)同增強(qiáng)增韌效果，同時(shí)采用玻纖增強(qiáng)進(jìn)一步提高了材料的力學(xué)性能、耐熱性能和加工性能等。
【IPC分類】C08G18-32, C08L23-06, C08K3-34, C08K3-22, C08K3-26, C08K9-10, C08K9-06, C08K7-14, C08K13-06
【公開號(hào)】CN104725694
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310721248
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】青島萬力科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月24日