本發(fā)明涉及一種聚乙烯組合物及其制備方法，以及由該聚乙烯組合物交聯(lián)反應(yīng)得到的改性交聯(lián)聚乙烯。
背景技術(shù)：
：聚乙烯是廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的最重要的材料之一，可以通過如擠塑、吹塑、注塑、膜塑、滾塑等成型方法加工成各種不同形狀制品。然而，單純的聚乙烯材料無法滿足許多應(yīng)用對(duì)強(qiáng)度、模量、韌性、耐熱性的高要求。目前，交聯(lián)和填充是提高聚乙烯材料性能的有效途徑。其中填充是材料改性的簡便、有效的方法。實(shí)現(xiàn)有效的填充需要選擇合適的填料以滿足不同的性能要求，否則填料的加入將影響最終制品的性能。而對(duì)于交聯(lián)聚乙烯的填充更需要選擇合適的填料。粉煤灰是火力電廠排出的一種廢棄物，雖已有利用粉煤灰作為填料，但如何用于塑料改性填充領(lǐng)域，尤其是用于交聯(lián)聚乙烯改性方面還需要研究。CN102061030A公開了高耐磨防腐納米無機(jī)粒子交聯(lián)聚乙烯復(fù)合材料，該材料由A和B兩組分組成：A組分組成有線性低密度聚乙烯、聚乙烯改性劑、抗氧劑；B組分組成有高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、超細(xì)Al2O3、納米MoS2、分散潤滑劑、表面處理劑、交聯(lián)劑和助交聯(lián)劑。該復(fù)合材料的制備包括(1)將A組分混合擠出造粒，再用等離子表面處理儀處理備用；(2)B組分通過先將超細(xì)Al2O3、納米MoS2以表面處理劑處理，然后與其他組分混合擠出造粒制備；(3)將A組分和B組分混合得到復(fù)合材料。該復(fù)合材料可以具有優(yōu)異的剛性、硬度、耐化學(xué)腐蝕和阻隔性。CN102492213A公開了一種滾塑級(jí)交聯(lián)聚乙烯耐磨復(fù)合材料及其制備方 法，該復(fù)合材料的組成為：線性低密度聚乙烯76.7-79％、超高分子量聚乙烯4-19％、交聯(lián)劑0.15-4％、抗氧劑0.15-1％及表面處理過的無機(jī)填料4-12％。其中表面處理過的無機(jī)填料為用偶聯(lián)劑處理過的二硫化鉬、鉻鐵礦粉、石墨、螢石、蛭石、二氧化鈦、硫化鎢、硫化鉛、高嶺土、稀土中的至少一種。無機(jī)填料的表面處理方法為：偶聯(lián)劑加入乙醇水溶液后逐滴加入無機(jī)填料中混合，然后干燥。該復(fù)合材料提供材料的耐磨性能。CN102417650A公開了一種耐磨交聯(lián)PE復(fù)合管，該復(fù)合管組成包括：聚乙烯100份、抗刮擦劑1-3份、碳纖維0-10份、彈性體0-5份、抗氧劑0.05-0.2份、交聯(lián)促進(jìn)劑0.2-1份和潤滑劑0.5-1份。該復(fù)合管的制備包括：將各組分混合擠出造粒，然后與由硅烷和交聯(lián)引發(fā)劑組成的硅烷交聯(lián)劑混配為PE混配料，最后將該P(yáng)E混配料擠出并交聯(lián)得到耐磨交聯(lián)PE復(fù)合管。目前沒有交聯(lián)聚乙烯采用粉煤灰作為填充料進(jìn)行改性的技術(shù)，為了更好地應(yīng)用粉煤灰，實(shí)現(xiàn)采用粉煤灰填充交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行改性，需要開發(fā)相應(yīng)的方法以獲得具有良好的抗沖擊性能和耐摩擦性能的改性交聯(lián)聚乙烯。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了如何將粉煤灰用于交聯(lián)聚乙烯的填充改性，提供一種聚乙烯組合物及其制備方法和改性交聯(lián)聚乙烯，且其具有優(yōu)異的沖擊性能和耐磨性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種聚乙烯組合物，以該組合物的總重量為基準(zhǔn)，該組合物包括50-90重量％的聚乙烯、0-10重量％的聚烯烴彈性體、5-40重量％的表面改性的粉煤灰、1-2重量％的交聯(lián)劑、0.1-1重量％的交聯(lián)助劑，以及0.1-1重量％的抗氧劑和加工助劑；其中，表面改性的粉煤灰通過將粉煤灰以偶聯(lián)劑表面處理后得到，粉煤灰的平均粒徑為20微米以下；所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑和硬脂酸類偶聯(lián)劑中的至 少一種。優(yōu)選地，所述聚乙烯組合物制得的改性交聯(lián)聚乙烯的沖擊強(qiáng)度大于20KJ/m2,彎曲模量大于1000MPa，耐磨性能小于2.6％。本發(fā)明還提供了一種制備本發(fā)明的聚乙烯組合物的方法，包括：(1)將偶聯(lián)劑對(duì)粉煤灰進(jìn)行表面處理并干燥，得到表面改性的粉煤灰；(2)將聚乙烯、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、抗氧劑、加工助劑、表面改性的粉煤灰和任選的聚烯烴彈性體進(jìn)行混合，并將得到的混合物進(jìn)行擠出造粒。本發(fā)明還提供了一種改性交聯(lián)聚乙烯，該改性交聯(lián)聚乙烯通過將本發(fā)明的聚乙烯組合物進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)得到。本發(fā)明提供以表面改性的粉煤灰作為填充材料的聚乙烯組合物，進(jìn)一步經(jīng)交聯(lián)得到改性交聯(lián)聚乙烯，可以具有高模量、高抗沖擊強(qiáng)度，且耐磨性能好。從而可以實(shí)現(xiàn)以粉煤灰作為對(duì)交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行填充改性的填料。本發(fā)明提供的改性交聯(lián)聚乙烯可以有效利用粉煤灰，減少固體廢物對(duì)環(huán)境的污染，又可以有效降低聚乙烯制品的成本。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。具體實(shí)施方式以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供一種聚乙烯組合物，以該組合物的總重量為基準(zhǔn)，該組合物包括50-90重量％的聚乙烯、0-10重量％的聚烯烴彈性體、5-40重量％的表面改性的粉煤灰、1-2重量％的交聯(lián)劑和交聯(lián)助劑，以及0.1-1重量％的抗氧劑和加工助劑；其中，表面改性的粉煤灰通過將粉煤灰以偶聯(lián)劑表面處理后得到，粉煤灰的平均粒徑為20微米以下；所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑和硬脂酸類偶聯(lián)劑中的至少一種；所述聚乙烯的密度為 0.91-0.97g/cm3。優(yōu)選粉煤灰的平均粒徑為10微米以下，更優(yōu)選粉煤灰的平均粒徑為2-7微米。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述組合物制得的改性交聯(lián)聚乙烯的沖擊強(qiáng)度大于20KJ/m2,彎曲模量大于1000MPa，耐磨性能小于2.6％。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-硫基丙基三乙氧基硅烷、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、三異硬酯酸鈦酸異丙酯、硬脂酸中的至少一種，優(yōu)選所述偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯和硬脂酸中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，針對(duì)粉煤灰選擇上述特定用量的偶聯(lián)劑，并優(yōu)選情況下，粉煤灰與所述偶聯(lián)劑的重量比為100:0.5至100：3，優(yōu)選為100:0.8至100:2?？梢蕴峁┓勖夯矣懈玫谋砻嫘阅?，適于在交聯(lián)聚乙烯中分散，提供優(yōu)異的改性性能。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述聚乙烯的熔融指數(shù)為0.1-20g/10min。具體地可以為商購的聚乙烯DMDA8007，熔融指數(shù)為8g/10min(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD-1238，190℃，2.16kg)，密度為0.963g/cm3(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ASTMD-1505)。根據(jù)本發(fā)明，可以加入聚烯烴彈性體，且選擇的聚烯烴彈性體可以與表面改性的粉煤灰有較好的相容性，進(jìn)一步提高最終的改性交聯(lián)聚乙烯的性能。優(yōu)選情況下，所述聚烯烴彈性體為乙烯-C4-8烯烴共聚物、乙丙橡膠和三元乙丙橡膠中的至少一種。其中，所述乙烯-C4-8烯烴共聚物可以是由乙烯單 體和C4-8烯烴單體經(jīng)共聚反應(yīng)得到的化合物。例如乙烯-丁二烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物等。優(yōu)選所述聚烯烴彈性體為乙烯-辛烯共聚物。本發(fā)明中，優(yōu)選所述組合物包括3-5重量％的所述聚烯烴彈性體，優(yōu)選聚烯烴彈性體與表面改性的粉煤灰的重量比為1:10至1:2；聚烯烴彈性體與聚乙烯的重量比為1:27至1:15。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、過氧化氫二異丙苯、叔丁基過氧化氫、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化已-3-炔、二酰基過氧化物、二叔丁基過氧化物、烷基過氧化氫、過氧化二月桂酰、過氧化甲乙酮和過氧化環(huán)己酮中的至少一種；優(yōu)選為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、二叔丁基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷和2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化已-3-炔中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述交聯(lián)助劑為三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑1098、抗氧劑264和雙酚A中的至少一種；優(yōu)選所述抗氧劑為抗氧劑1010和/或抗氧劑168。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述加工助劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸中的至少一種；優(yōu)選所述加工助劑為硬脂酸和/或硬脂酸鈣。本發(fā)明還提供了一種制備本發(fā)明的聚乙烯組合物的方法，包括：(1)將偶聯(lián)劑對(duì)粉煤灰進(jìn)行表面處理并干燥，得到表面改性的粉煤灰；(2)將聚乙烯、交聯(lián)劑、交聯(lián)助劑、抗氧劑、加工助劑、表面改性的粉煤灰和任選的聚烯烴彈性體進(jìn)行混合，并將得到的混合物進(jìn)行擠出造粒。本發(fā)明中，將偶聯(lián)劑對(duì)粉煤灰進(jìn)行表面處理可以具體為以下步驟：配置乙醇濃度為95重量％的乙醇溶液，將偶聯(lián)劑加入該乙醇溶液，攪拌5min至均勻；(II)向加有偶聯(lián)劑的溶液中加入粉煤灰，攪拌30min，然后進(jìn)行過濾并收集粉煤灰樣品。將收集的粉煤灰進(jìn)行干燥，得到表面改性的粉煤灰。所述干燥為在105-120℃下干燥1-3小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，步驟(2)的擠出造粒的溫度為135-155℃。擠出造粒可以在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行，優(yōu)選螺桿長徑比可以為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明還提供了一種改性交聯(lián)聚乙烯，該改性交聯(lián)聚乙烯通過將本發(fā)明的聚乙烯組合物進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)得到。本發(fā)明中，以該改性交聯(lián)聚乙烯的總重量為基準(zhǔn)，所述改性交聯(lián)聚乙烯含有5-40重量％的表面改性的粉煤灰；優(yōu)選含有20-30重量％的表面改性的粉煤灰。本發(fā)明中，所述改性交聯(lián)聚乙烯可以有更好的材料性能。具體地，所述改性交聯(lián)聚乙烯的沖擊強(qiáng)度為20-63KJ/m2，彎曲模量為1020-1360MPa，耐磨性能為1.5-2.5％。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述交聯(lián)反應(yīng)的溫度為180-220℃，交聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間為15-25min。本發(fā)明中，完成所述交聯(lián)反應(yīng)的途徑可以沒有特別的限定，可以以多種塑料加工的反應(yīng)成型方式進(jìn)行。例如所述交聯(lián)反應(yīng)可以選擇通過在模壓成型過程中完成，制備適于材料性能測(cè)試的片材。也可以通過其他成型方式制備管材、型材、片材等聚乙烯制品。以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例和對(duì)比例中，Izod(有切口)抗沖擊強(qiáng)度按照ASTMD-256的方法測(cè)量和確定，測(cè)試在23℃下進(jìn)行，所用儀器為美國ceast擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)；彎曲模量通過ASTMD-790的方法測(cè)量和確定，測(cè)試在23℃下進(jìn)行，所用儀器為美國Instron5965型電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)；拉伸強(qiáng)度通過ASTMD-638的方法測(cè)量和確定，測(cè)試在23℃下進(jìn)行，所用儀器為美國Instron5965型電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)；耐磨性能依據(jù)Q/SH10201889-2011通過砂漿磨損量試驗(yàn)方法采用濟(jì)南方圓試驗(yàn)儀器有限公司FMS-1型號(hào)的砂漿磨損率試驗(yàn)機(jī)測(cè)得。在以下實(shí)施例和對(duì)比例中使用的物料如下：聚乙烯DMDA8007(英文縮寫為HDPE)購自神華包頭，熔融指數(shù)為8g/10min(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD-1238，190℃，2.16kg)，密度為0.963g/cm3(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ASTMD-1505)；粉煤灰，原灰來自北京熱電廠，經(jīng)分離得到不同粒徑的粉煤灰；偶聯(lián)劑：3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)，乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)，異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯(NDZ-201)，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙烯-辛烯共聚物(POE8200)，購于陶氏化學(xué)，熔體流動(dòng)速率為5g/10min(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD-1238，190℃，2.16kg)，密度為0.873g/cm3(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ASTMD-1505)；過氧化物交聯(lián)劑：2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷，交聯(lián)助劑：三烯丙基異氰脲酸酯，購于阿克蘇諾貝爾公司；硬脂酸，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。以下實(shí)施例中，聚乙烯組合物中各組分含量按制備時(shí)投料量計(jì)算得到。實(shí)施例1本實(shí)施例說明本發(fā)明的聚乙烯組合物的制備方法和改性交聯(lián)聚乙烯。(1)粉煤灰改性：將200g的粉煤灰(平均粒徑為2.6微米)與1.6g的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷進(jìn)行表面處理，具體為配置1L的90％乙醇溶液，向其中加入1.6g的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌5min至均勻。(2)向加有偶聯(lián)劑的溶液中加入200g的粉煤灰樣品，攪拌30min，然后將粉煤灰及其溶液過濾，收集粉煤灰樣品，放入110℃烘箱中，干燥2小時(shí)，得到表面改性的粉煤灰S-1；(2)制聚乙烯組合物：將750g的高密度聚乙烯DMDA8007、50g的乙烯-辛烯共聚物、7g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、4g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、2g的抗氧劑1010、2g的抗氧劑168與200g的S-1，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為145℃，制備成聚乙烯組合物SPE-1；(3)交聯(lián)：將SPE-1于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。實(shí)施例2本實(shí)施例說明本發(fā)明的聚乙烯組合物的制備方法和改性交聯(lián)聚乙烯。(1)粉煤灰改性：將200g的粉煤灰(平均粒徑為2.6微米)與4g的3-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面處理，具體為(1)配置1L的90％乙醇溶液，向其中加入2g的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌5min至均勻。(2)向加有偶聯(lián)劑的溶液中加入200g的粉煤灰樣品，攪拌30min，然后將粉煤灰及其溶液過濾，收集粉煤灰樣品，放入110℃烘箱中，干燥2小時(shí)，得到表 面改性的粉煤灰S-2；(2)制聚乙烯組合物：將770g的高密度聚乙烯DMDA8007、30g的乙烯-辛烯共聚物、7g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、7g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、3g的抗氧劑1010、3g的抗氧劑168與200g的S-2，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為135℃，制備成聚乙烯組合物SPE-2；(3)交聯(lián)：將SPE-2于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。實(shí)施例3本實(shí)施例說明本發(fā)明的聚乙烯組合物的制備方法和改性交聯(lián)聚乙烯。(1)粉煤灰改性：將200g的粉煤灰(平均粒徑為2.6微米)與4g的3-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面處理，具體為(1)配置1L的90％乙醇溶液，向其中加入2g的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌5min至均勻。(2)向加有偶聯(lián)劑的溶液中加入200g的粉煤灰樣品，攪拌30min，然后將粉煤灰及其溶液過濾，收集粉煤灰樣品，放入110℃烘箱中，干燥2小時(shí)，得到表面改性的粉煤灰S-3；(2)制聚乙烯組合物：將800g的高密度聚乙烯DMDA8007、7g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、7g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、3g的抗氧劑1010、3g的抗氧劑168與200g的S-3，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為155℃，制備成聚乙烯組合物SPE-3；(3)交聯(lián)：將SPE-3于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。實(shí)施例4本實(shí)施例說明本發(fā)明的聚乙烯組合物的制備方法和改性交聯(lián)聚乙烯。(1)粉煤灰改性：將200g的粉煤灰(平均粒徑為5.4微米)與3g的乙烯基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，具體為(1)配置1L的90％乙醇溶液，向其中加入3g的乙烯基三甲氧基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌5min至均勻。(2)向加有偶聯(lián)劑的溶液中加入200g的粉煤灰樣品，攪拌30min，然后將粉煤灰及其溶液過濾，收集粉煤灰樣品，放入110℃烘箱中，干燥2小時(shí)，得到表面改性的粉煤灰S-4；(2)制聚乙烯組合物：將800g的高密度聚乙烯DMDA8007、7g的過氧化物交聯(lián)劑過氧化二異丙苯、4g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、2g的抗氧劑1010、2g的抗氧劑168與200g的S-4，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為140℃，制備成聚乙烯組合物SPE-4；(3)交聯(lián)：將SPE-4于220℃下進(jìn)行模壓成型25min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。實(shí)施例5本實(shí)施例說明本發(fā)明的聚乙烯組合物的制備方法和改性交聯(lián)聚乙烯。(1)粉煤灰改性：將300g的粉煤灰(平均粒徑為6.5微米)與3g的異 丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，具體為(1)配置1L的無水乙醇溶液，向其中加入3g的鈦酸酯偶聯(lián)劑，攪拌5min至均勻。(2)向加有偶聯(lián)劑的溶液中加入300g的粉煤灰樣品，攪拌30min，然后將粉煤灰及其溶液過濾，收集粉煤灰樣品，放入110℃烘箱中，干燥2小時(shí)，，得到表面改性的粉煤灰S-5；(2)制聚乙烯組合物：將700g的高密度聚乙烯DMDA8007、10g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、3g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、2g的抗氧劑1010、2g的抗氧劑168與300g的S-5，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為145℃，制備成聚乙烯組合物SPE-5；(3)交聯(lián)：將SPE-5于180℃下進(jìn)行模壓成型15min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。實(shí)施例6本實(shí)施例說明本發(fā)明的聚乙烯組合物的制備方法和改性交聯(lián)聚乙烯。(1)粉煤灰改性：將250g的粉煤灰(平均粒徑為4.3微米)與2.5g的硬脂酸進(jìn)行表面處理，具體為(1)配置1L的無水乙醇溶液，向其中加入5g的硬脂酸，攪拌5min至均勻。(2)向加有硬脂酸的溶液中加入300g的粉煤灰樣品，攪拌30min，然后將粉煤灰及其溶液過濾，收集粉煤灰樣品，放入110℃烘箱中，干燥2小時(shí)，得到表面改性的粉煤灰S-6；(2)制聚乙烯組合物：將750g的高密度聚乙烯DMDA8007、10g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、1g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、2g的抗氧劑1010、2g的抗氧劑168與250g的S-6，通過高速 攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為145℃，制備成聚乙烯組合物SPE-6；(3)交聯(lián)：將SPE-6于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。對(duì)比例1制聚乙烯組合物：將800g的高密度聚乙烯DMDA8007、8g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、3g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、2g的抗氧劑1010、2g的抗氧劑168與200g的粉煤灰(平均粒徑為2.6微米)，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為150℃，制備成聚乙烯組合物DSPE-1；交聯(lián)：將DSPE-1于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。對(duì)比例2制聚乙烯組合物：將800g的高密度聚乙烯DMDA8007、2g的抗氧劑1010、2g的抗氧劑168與200g的粉煤灰(平均粒徑為2.6微米)，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為150℃，制備成聚乙烯組合物DSPE-2；將DSPE-2于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性聚乙烯。將改性聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。對(duì)比例3制聚乙烯組合物：將800g的高密度聚乙烯DMDA8007、7g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、4g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、2g的抗氧劑1010與2g的抗氧劑168，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠出時(shí)的共混溫度為150℃，制備成聚乙烯組合物DSPE-3；交聯(lián)：將DSPE-3于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。對(duì)比例4(1)粉煤灰改性：將250g的粉煤灰(平均粒徑為26.4微米)與4g的3-氨丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行表面處理，具體為(1)配置1L的90％乙醇溶液，向其中加入2g的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑，攪拌5min至均勻。(2)向加有偶聯(lián)劑的溶液中加入200g的粉煤灰樣品，攪拌30min，然后將粉煤灰及其溶液過濾，收集粉煤灰樣品，放入110℃烘箱中，干燥2小時(shí)，得到表面改性的粉煤灰DS-1；(2)制聚乙烯組合物：將750g的高密度聚乙烯DMDA8007、7g的過氧化物交聯(lián)劑2,5-二甲基-2,5-二(叔丁過氧基)已烷、7g的交聯(lián)助劑三烯丙基異氰脲酸酯、3g的抗氧劑1010、3g的抗氧劑168與250g的DS-1，通過高速攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌5min至混合均勻，然后通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比為18/1，螺桿的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，螺桿擠 出時(shí)的共混溫度為145℃，制備成聚乙烯組合物DSPE-4；(3)交聯(lián)：將DSPE-4于200℃下進(jìn)行模壓成型20min，得到改性交聯(lián)聚乙烯。將改性交聯(lián)聚乙烯進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見表1。表1沖擊強(qiáng)度kJ/m2彎曲模量MPa拉伸強(qiáng)度MPa耐摩性能％實(shí)施例162.8102822.52.5實(shí)施例251.6115823.92.3實(shí)施例336.3128826.41.5實(shí)施例432.6130727.32.0實(shí)施例525.1135927.91.9實(shí)施例620.5132127.62.1對(duì)比例17.9137128.32.9對(duì)比例24.1140229.29.2對(duì)比例332.5122527.72.7對(duì)比例412.1132126.92.4由實(shí)施例和對(duì)比例以及表1的結(jié)果可以看出，通過粉煤灰的表面改性可以提高填充交聯(lián)聚乙烯的沖擊強(qiáng)度，在實(shí)施例1-6中，沖擊強(qiáng)度達(dá)到了20kJ/m2以上。而如果采用未改性的粉煤灰，例如，在對(duì)比例1和對(duì)比例2中，體系的沖擊強(qiáng)度僅有7.9kJ/m2和4.1kJ/m2。通過對(duì)比例4和實(shí)施例3可以發(fā)現(xiàn)，粉煤粉粒徑對(duì)材料沖擊性能影響較為顯著。在實(shí)施例1-2中添加聚烯烴彈性體后，可以進(jìn)一步提高改性交聯(lián)聚乙烯的沖擊強(qiáng)度達(dá)到50KJ/m2以上。對(duì)比例3為無填充的交聯(lián)聚乙烯，其沖擊強(qiáng)度大，但是其彎曲模量相對(duì)于未填充體系還下降了10％。實(shí)施例1-6中材料的耐磨性能要高于對(duì)比例1-3，這表明經(jīng)過表面處理可提高粉煤灰填充聚乙烯材料的耐磨性能。本發(fā)明的以面改性的粉煤灰填充制備的改性交聯(lián)聚乙烯可以兼具高模量及高沖擊強(qiáng)度及優(yōu)異的耐磨性能。當(dāng)前第1頁1 2 3