一種改性高密度聚乙烯母粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種改性高密度聚乙烯母粒及其制備方法，其中改性高密度聚乙烯母粒包括：高密度聚乙烯粒子、石墨烯干粉、滑石粉、硬脂酸鈣、抗氧劑SONOX1076、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯、紫外吸收劑UV-531和光穩(wěn)定劑744；其制備方法為：先將高密度聚乙烯粒子經(jīng)過帶有靜電的石墨烯干粉噴涂改性，然后將改性后的高密度聚乙烯粒子與剩余組分混勻后送入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，最后經(jīng)過模頭擠出造粒。本發(fā)明的改性高密度聚乙烯母粒不僅導(dǎo)熱性能得到了大幅提高，同時其力學(xué)性能也有一定幅度提升。
【專利說明】一種改性高密度聚乙烯母粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種改性高密度聚乙烯母粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高密度聚乙烯由于具有良好的絕緣性、耐熱耐寒性能及良好的機械性能，所以作為一種常用工程塑料被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、家用電器、管材、機械零件制作等方面。但是高密度聚乙烯也有兩個比較大的缺點，強度不夠、導(dǎo)熱性能一般，在使用過程中容易積累大量熱量既影響使用壽命，又限制了其應(yīng)用范圍。
[0003]隨著微電子集成技術(shù)的高速發(fā)展，原件放熱迅速提高。此時急需具有高可靠性、高散熱性的導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱界面和封裝材料。在填充型導(dǎo)熱絕緣高分子中，熱導(dǎo)率取決于高分子和導(dǎo)熱填料協(xié)同作用。當(dāng)導(dǎo)熱填料在體系內(nèi)形成了類似網(wǎng)狀或鏈狀結(jié)構(gòu)形態(tài)(即形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈)時，導(dǎo)熱率將急劇增加。
[0004]石墨烯其結(jié)構(gòu)上是一個二維材料，本身具有高導(dǎo)熱率，對于形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈具有重要意義，由于其形成的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈?zhǔn)侨S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一方面可以有效的強化傳熱，另一方面由于其各相上分布是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此可以降低因熱流方向不同而造成的影響。同時也可以提聞聞分子材料的物理強度等性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種改性高密度聚乙烯母粒及其制備方法。
[0006]一種改性高密度聚乙烯母粒，以重量份計包括:高密度聚乙烯粒子100份，石墨烯干粉0.01~5份，滑石粉5~10份，硬脂酸鈣0.2~1份，抗氧劑SONOX 1076 0.5~1份，馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠I~5份，異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯2~5份，紫外吸收劑UV-531 0.1~0.5份，光穩(wěn)定劑744 0.5~1份。
[0007]作為上述發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述高密度聚乙烯粒子為HDPE310M，粒度為100
目~5目。
[0008]作為上述發(fā)明的進一步優(yōu)選，所述石墨烯干粉厚度為I~2nm。
[0009]上述改性高密度聚乙烯粒子的制備方法，包括以下步驟:
[0010]步驟I，對高密度聚乙烯粒子經(jīng)過帶有靜電的石墨烯干粉噴涂改性，靜電輸出電壓為10~25KV，靜電輸出電流為5~15 μ A，出粉量為2~10g/min ；
[0011]步驟2，將步驟I所得高密度聚乙烯粒子與滑石粉、硬脂酸鈣、抗氧劑S0N0X1076、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、紫外吸收劑UV-531和光穩(wěn)定劑744加入高速混合機中混合均勻，然后置于真空烘箱中烘干，其中混合溫度為60~80°C，混合時間為5~20min，烘箱溫度為80~95°C，烘干時間為10~24h ； [0012]步驟3，將步驟2所得物料送入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，經(jīng)過模頭擠出造粒后，得到石墨烯改性的高強度高導(dǎo)熱高密度聚乙烯母粒，其中，雙螺桿擠出機長徑比為30:1~70:1，雙螺桿溫度設(shè)置為170°C、180 V、190 V、200°C、210°C、220 V，擠出機轉(zhuǎn)速為160 ~220rpmo
[0013]本發(fā)明將石墨烯通過靜電涂布機噴嘴，使石墨烯粉末帶負電，噴涂于攪拌中的帶正電(且接地)高分子材料上。由于是使用靜電噴涂，石墨烯粉末與高分子材料均帶電荷，可以控制石墨烯在高分子材料表面的噴涂厚度小于20nm，不會出現(xiàn)局部不均勻的現(xiàn)象。同時由于石墨烯材料與高分子材料，通過同時靜電方式結(jié)合，使兩者結(jié)合十分緊密，形成了特殊的結(jié)構(gòu)。相較于普通的高速攪拌機混合，容易保持石墨烯對高分子材料的包覆結(jié)構(gòu)，在擠出制粒后結(jié)構(gòu)也能保持，因而產(chǎn)生了特殊的導(dǎo)熱性能與相對較好的力學(xué)性能。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于:本發(fā)明的高密度聚乙烯材料不僅導(dǎo)熱性能得到了大幅提高，同時其力學(xué)性能也有一定幅度提升。而傳統(tǒng)的導(dǎo)熱改性高分子材料，在提高導(dǎo)熱率之后，往往因為導(dǎo)熱填料的加入影響和降低其機械性能。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]以重量份計，將2份厚度為I~2nm的石墨烯干粉放置于靜電噴涂機中，設(shè)定靜電輸出電壓為10KV、靜電輸出電流為5 μ Α、出粉量控制在4g/min，將石墨烯干粉噴涂于100份粒度為10~15目的HDPE 310M上。
[0017]以重量份計，將所得石墨烯改性高密度聚乙烯粒子、5份滑石粉、0.2份硬脂酸鈣、
0.5份抗氧劑1076、1份馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、2份異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、0.1份紫外吸收劑UV-531、0.5份光穩(wěn)定劑744加入高速混合機中混合均勻，混合溫度為60°C，混合時間為5min，然后置于90°C真空烘箱中烘干10h。將混合好的料經(jīng)過計量泵后送入雙螺桿擠出機，長徑比為30: 1，進行熔融混煉，雙螺桿溫度設(shè)置為170°C，180°C，190°C，200°C，210°C，22(rC，擠出機轉(zhuǎn)速為160rpm。最后經(jīng)過模頭擠出造粒后即可。
[0018]實施例2[0019]以重量份計，將0.5份厚度為I~2nm的石墨烯干粉放置于靜電噴涂機中，設(shè)定靜電輸出電壓為15KV、靜電輸出電流為8 μ Α、出粉量控制在2g/min，將石墨烯干粉噴涂于100份粒度為50~60目的HDPE 3IOM上。
[0020]以重量份計，將所得石墨烯改性高密度聚乙烯粒子、10份滑石粉、1份硬脂酸鈣、I份抗氧劑1076、5份馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、5份異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、0.5份紫外吸收劑UV-531U份光穩(wěn)定劑744加入高速混合機中混合均勻，混合溫度為80°C，混合時間為8min，然后置于90°C真空烘箱中烘干10h。將混合好的料經(jīng)過計量泵后送入雙螺桿擠出機，長徑比為50: 1，進行熔融混煉，雙螺桿溫度設(shè)置為170°C，180°C，190°C，200°C，210°C，22(TC，擠出機轉(zhuǎn)速為170rpm。最后經(jīng)過模頭擠出造粒后即可。
[0021]實施例3
[0022]以重量份計，將0.02份厚度為I~2nm的石墨烯干粉放置于靜電噴涂機中，設(shè)定靜電輸出電壓為12KV、靜電輸出電流為6 μ Α、出粉量控制在2g/min，將石墨烯干粉噴涂于100份粒度為100目的HDPE 3IOM上。
[0023]以重量份計，將所得石墨烯改性高密度聚乙烯粒子、7.8份滑石粉、0.69份硬脂酸鈣、0.74份抗氧劑1076、2.8份馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、3份異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、0.36份紫外吸收劑uv-531、0.82份光穩(wěn)定劑744加入高速混合機中混合均勻，混合溫度為85°C，混合時間為lOmin，然后置于95°C真空烘箱中烘干14h。將混合好的料經(jīng)過計量泵后送入雙螺桿擠出機，進行熔融混煉，雙螺桿溫度設(shè)置為170°C，180°C，190°C，200°C，210°C，22(TC，擠出機轉(zhuǎn)速為220rpm。最后經(jīng)過模頭擠出造粒后即可。
[0024]對比例I
[0025]本實施例中石墨烯干粉的用量為O份，不經(jīng)心高密度聚乙烯粒子噴涂改性，其他投料及工藝步驟同實施例3
[0026]將上述實施例所得母粒進行性能測試，實驗結(jié)果如下:
【權(quán)利要求】
1.一種改性高密度聚乙烯母粒，其特征在于:以重量份計包括:高密度聚乙烯粒子100份，石墨烯干粉0.01~5份，滑石粉5~10份，硬脂酸鈣0.2~1份，抗氧劑SONOX 10760.5~1份，馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠I~5份，異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯2~5份，紫外吸收劑UV-531 0.1~0.5份，光穩(wěn)定劑744 0.5~1份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性高密度聚乙烯母粒，其特征在于:所述高密度聚乙烯粒子為HDPE310M，粒度為100目~5目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性高密度聚乙烯母粒，其特征在于:所述石墨烯干粉厚度為I~2nm。
4.權(quán)利要求1至3所述的任一項改性高密度聚乙烯粒子的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1，對高密度聚乙烯粒子經(jīng)過帶有靜電的石墨烯干粉噴涂改性，靜電輸出電壓為10~25KV，靜電輸出電流為5~15 μ Α，出粉量為2~10g/min ； 步驟2，將步驟I所得高密度聚乙烯粒子與滑石粉、硬脂酸鈣、抗氧劑S0N0X1076、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、紫外吸收劑UV-531和光穩(wěn)定劑744加入高速混合機中混合均勻，然后置于真空烘箱中烘干，其中混合溫度為60~80°C，混合時間為5~20min，烘箱溫度為80~95°C，烘干時間為10~24h ； 步驟3，將步驟2所得物料送入雙螺桿擠出機進行熔融混煉，經(jīng)過模頭擠出造粒后，得到石墨烯改性的高強度高導(dǎo)熱高密度聚乙烯母粒，其中，雙螺桿擠出機長徑比為30:1~70:1,雙螺桿溫度設(shè)置為170°C、180°C、190°C、200°C、210°C、220°C，擠出機轉(zhuǎn)速為160~220rpm。
【文檔編號】C08K13/02GK103804758SQ201410042353
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】王云峰, 李曉斐 申請人:鹽城納新天地新材料科技有限公司