本發(fā)明涉及功能性母料領(lǐng)域，具體涉及一種用于增強(qiáng)聚乙烯樹(shù)脂抗蠕變能力的功能母粒。
背景技術(shù)：
：聚乙烯(PE)是經(jīng)乙烯聚合制得的一種熱塑性樹(shù)脂，無(wú)臭、無(wú)毒、手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，而且電絕緣性?xún)?yōu)良，用途十分廣泛，可用于制作薄膜、包裝材料、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，也可用于電視、雷達(dá)等所需的高頻絕緣材料。但是聚乙烯樹(shù)脂的抗蠕變能力弱，容易發(fā)生蠕變開(kāi)裂失效，限制了聚乙烯樹(shù)脂在管材、受力零部件等方面的應(yīng)用。中國(guó)專(zhuān)利CN106009203A，
專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抗蠕變防靜電棕櫚纖維增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，公開(kāi)日2016年10月12日，公開(kāi)了一種添加有棕櫚纖維、堿式氯化鎂晶須和石棉粉作為增強(qiáng)劑增強(qiáng)抗蠕變能力的聚乙烯復(fù)合材料。但是通過(guò)添加劑添加后的提升效果一般，而且棕櫚纖維、石棉粉等使用容易造成粉塵污染。母粒是將超常量改性化學(xué)助劑均勻負(fù)載在載體樹(shù)脂中而得到的粒狀聚集體。將母粒添加加在目標(biāo)樹(shù)脂中，母粒的分散效果好使目標(biāo)樹(shù)脂性能均勻，母粒的載體樹(shù)脂與目標(biāo)樹(shù)脂的相容性好。而且與使用添加劑相比，母粒的使用更安全、功能全面，且不會(huì)出現(xiàn)粉塵污染。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)聚乙烯的抗蠕變能力弱，應(yīng)用于制備管材等方面易發(fā)生蠕變開(kāi)裂而造成制品失效的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒，能夠顯著提高聚乙烯樹(shù)脂的抗蠕變能力，且功能母粒的使用更加安全，避免污染出現(xiàn)。本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案：一種增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒，由以下重量份的組份制備而成：載體樹(shù)脂100～120份、PS樹(shù)脂30～50份、交聯(lián)劑1～3份、二氧化硅納米纖維12～15份、納米氧化鎂1～3份、納米氧化錳0.8～1.2份、納米氧化鋯0.8～1.0份、納米氧化鉬0.5～0.8份、偶聯(lián)劑0.5～0.8份、分散劑1～1.5份，其中載體樹(shù)脂為聚乙烯樹(shù)脂。本發(fā)明的增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒，采用聚乙烯樹(shù)脂作為載體樹(shù)脂使功能母粒添加到聚乙烯中的相容性好，保證添加功能母粒的聚乙烯性能均勻一致。PS樹(shù)脂即是由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合成的苯乙烯樹(shù)脂，其側(cè)鏈為苯環(huán)，具有良好的抗蠕變性。PS樹(shù)脂伴隨功能母粒添加到聚乙烯中通過(guò)共混交聯(lián)改性聚乙烯，一方面使聚乙烯內(nèi)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以提升抗蠕變能力，另一方面作為添加劑改善聚乙烯的抗蠕變性能。納米氧化鎂、納米氧化錳、納米氧化鋯和納米氧化鉬在聚乙烯樹(shù)脂中均勻分散，它們所具有的晶態(tài)結(jié)構(gòu)阻止蠕變過(guò)程的進(jìn)行，提升聚乙烯樹(shù)脂的抗蠕變能力。二氧化硅納米纖維具有微球形結(jié)構(gòu)，均勻分散到聚乙烯樹(shù)脂中能夠提升聚乙烯樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的致密性，強(qiáng)化PS樹(shù)脂和納米氧化鎂等晶態(tài)物質(zhì)的抗蠕變效果，提升聚乙烯的抗蠕變能力。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述交聯(lián)劑為DCP交聯(lián)劑。交聯(lián)劑可以提高PS樹(shù)脂與聚乙烯樹(shù)脂之間的交聯(lián)程度，緊密化聚乙烯樹(shù)脂內(nèi)部的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)結(jié)果證明添加DCP作為交聯(lián)劑還可提升聚乙烯的抗蠕變能力，且提升效果隨DCP一定范圍內(nèi)添加量增加而增強(qiáng)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述偶聯(lián)劑為KR-41B或三異硬脂?；佀狨ブ械囊环N。偶聯(lián)劑可以有效改善聚乙烯、PS樹(shù)脂與二氧化硅、氧化鎂、氧化鋯、氧化鉬和氧化錳之間的界面作用，提升聚乙烯樹(shù)脂的耐熱、耐老化性能。同時(shí)KR-41B或三異硬脂?；佀狨?duì)PS樹(shù)脂的適用性好，可以增強(qiáng)偶聯(lián)劑的效果。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述分散劑為氧化聚乙烯蠟、乙烯基雙硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸鈣中的一種。分散劑使二氧化硅、氧化鉬、氧化鎂、氧化錳和氧化鋯在聚乙烯樹(shù)脂內(nèi)均勻分散，避免出現(xiàn)團(tuán)結(jié)，保證聚乙烯樹(shù)脂性能均勻，同時(shí)提供了潤(rùn)滑效果。一種增強(qiáng)聚乙烯耐熱性的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：(1)將重量份的各原料組份混合攪拌均勻；(2)螺桿造粒機(jī)的攪拌速度100～130r/min、各段溫度處于120～190℃內(nèi)，將混合物料投入螺桿造粒機(jī)中擠出成粒；(3)將所得顆粒在100～120℃下通風(fēng)干燥1～3小時(shí)；(4)將干燥后的顆粒經(jīng)-16目～+18目的篩網(wǎng)過(guò)篩。將原料在投料前攪拌均勻保證功能母粒性能一致。保持螺桿造粒機(jī)的攪拌速度為100～130r/min、各段溫度處于120～190℃內(nèi)使擠出的顆粒的成份均勻，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定。經(jīng)進(jìn)一步風(fēng)吹干燥后使顆粒表面結(jié)構(gòu)均勻穩(wěn)定，確保顆粒的功能穩(wěn)定，便于長(zhǎng)期存放。經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)篩的顆粒既保證功能母粒的粒徑均勻，又避免出現(xiàn)粒徑過(guò)大造成功能母粒添加到聚乙烯中的熔融分散效果受到影響。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，步驟(2)中螺桿造粒機(jī)各段的溫度分別為：一段120～135℃、二段135～150℃、三段150～165℃、四段165～180℃、五段180～185℃、六段185～190℃，模頭溫度為180～185℃。通過(guò)設(shè)定螺桿造粒機(jī)的各段的操作溫度逐漸上升，使物料均勻混合并逐漸熔融，保證功能母粒的性能穩(wěn)定。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述螺桿造粒機(jī)的長(zhǎng)徑比為12～14。螺桿加壓充分，制品的物理機(jī)械性能均可提高。螺桿造粒機(jī)保持合適的長(zhǎng)徑比可確保物料塑化效果好，擠出物料過(guò)程平穩(wěn)，而且擠出量提高。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明的增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒，功能母粒中的PS豎直與聚乙烯共混改變聚乙烯的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)并經(jīng)二氧化硅納米纖維協(xié)同強(qiáng)化，提升聚乙烯的抗蠕變能力。納米氧化鉬、納米氧化鎂、納米氧化鋯和納米氧化錳的均勻分散進(jìn)一步提升了聚乙烯的抗蠕變能力。另外本發(fā)明的功能母粒性能均勻，在聚乙烯中的分散程度好，使用安全。具體實(shí)施方式下面就本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。如無(wú)特別說(shuō)明，本發(fā)明中所采用的原料均可從市場(chǎng)上購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的，如無(wú)特別說(shuō)明，下述實(shí)施例中的方法均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。實(shí)施例1：一種增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒，由以下組份制備而成：載體樹(shù)脂100g、PS樹(shù)脂30g、交聯(lián)劑1g、二氧化硅納米纖維12g、納米氧化鎂1g、納米氧化錳0.8g、納米氧化鋯0.8g、納米氧化鉬0.5g、偶聯(lián)劑0.5g、分散劑1g，其中載體樹(shù)脂為聚乙烯樹(shù)脂，交聯(lián)劑優(yōu)選為DCP交聯(lián)劑，偶聯(lián)劑優(yōu)選為KR-41B或三異硬脂酰基鈦酸酯中的一種，分散劑優(yōu)選為氧化聚乙烯蠟、乙烯基雙硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸鈣中的一種。一種增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：(1)將各原料組份混合攪拌均勻，混合溫度50℃，攪拌速度40r/min；(2)保持螺桿造粒機(jī)的攪拌速度為100r/min、各段加熱溫度處于120～190℃內(nèi)，螺桿造粒機(jī)的長(zhǎng)徑比優(yōu)選為12，將混合物料投入螺桿造粒機(jī)中擠出成粒，其中各段的優(yōu)選加熱溫度范圍分別為：一段120～135℃、二段135～150℃、三段150～165℃、四段165～180℃、五段180～185℃、六段185～190℃，模頭溫度為180～185℃；(3)將螺桿造粒機(jī)擠出的顆粒在100℃下通風(fēng)干燥3小時(shí)；(4)將干燥后的顆粒經(jīng)-16目～+18目的篩網(wǎng)過(guò)篩，制得所要的功能母粒。實(shí)施例2：一種增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒，由以下組份制備而成：載體樹(shù)脂110g、PS樹(shù)脂40g、交聯(lián)劑2g、二氧化硅納米纖維13.5g、納米氧化鎂2g、納米氧化錳1.0g、納米氧化鋯0.9g、納米氧化鉬0.65g、偶聯(lián)劑0.65g、分散劑1.25g，其中載體樹(shù)脂為聚乙烯樹(shù)脂，交聯(lián)劑優(yōu)選為DCP交聯(lián)劑，偶聯(lián)劑優(yōu)選為KR-41B或三異硬脂?；佀狨ブ械囊环N，分散劑優(yōu)選氧化聚乙烯蠟、乙烯基雙硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸鈣中的一種。一種增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：(1)將各原料組份混合攪拌均勻，混合溫度50℃，攪拌速度40r/min；(2)保持螺桿造粒機(jī)的攪拌速度115r/min、各段加熱溫度處于120～190℃內(nèi)，螺桿造粒機(jī)的長(zhǎng)徑比優(yōu)選為13，將混合物料投入螺桿造粒機(jī)中擠出成粒，其中各段的優(yōu)選加熱溫度范圍分別為：一段120～135℃、二段135～150℃、三段150～165℃、四段165～180℃、五段180～185℃、六段185～190℃，模頭溫度為180～185℃；(3)將螺桿造粒機(jī)擠出的顆粒在110℃下通風(fēng)干燥2小時(shí)；(4)將干燥后的顆粒經(jīng)-16目～+18目的篩網(wǎng)過(guò)篩，制得所要的功能母粒。實(shí)施例3：一種增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒，由以下組份制備而成：載體樹(shù)脂120g、PS樹(shù)脂50g、交聯(lián)劑3g、二氧化硅納米纖維15g、納米氧化鎂3g、納米氧化錳1.2g、納米氧化鋯1.0g、納米氧化鉬0.8g、偶聯(lián)劑0.8g、分散劑1.5g，其中載體樹(shù)脂為聚乙烯樹(shù)脂，交聯(lián)劑優(yōu)選為DCP交聯(lián)劑，偶聯(lián)劑優(yōu)選為KR-41B或三異硬脂酰基鈦酸酯中的一種，分散劑優(yōu)選為氧化聚乙烯蠟、乙烯基雙硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸鈣中的一種。一種增強(qiáng)聚乙烯抗蠕變能力的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：(1)將各原料組份混合攪拌均勻，混合溫度50℃，攪拌速度40r/min；(2)保持螺桿造粒機(jī)的攪拌速度130r/min、各段加熱溫度處于120～190℃內(nèi)，螺桿造粒機(jī)的長(zhǎng)徑比優(yōu)選為14，將混合物料投入螺桿造粒機(jī)中擠出成粒，其中各段的優(yōu)選加熱溫度范圍分別為：一段120～135℃、二段135～150℃、三段150～165℃、四段165～180℃、五段180～185℃、六段185～190℃，模頭溫度為180～185℃；(3)將螺桿造粒機(jī)擠出的顆粒在120℃下通風(fēng)干燥1小時(shí)；(4)將干燥后的顆粒經(jīng)-16目～+18目的篩網(wǎng)過(guò)篩，制得所要的功能母粒。性能測(cè)試向聚乙烯樹(shù)脂中分別添加質(zhì)量百分比為5％的本發(fā)明的實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3功能母粒得到改性的聚乙烯樹(shù)脂并制備成測(cè)試需要的聚乙烯管，分別為試驗(yàn)樣1、試驗(yàn)樣2和試驗(yàn)樣3，未添加本發(fā)明的功能母粒的聚乙烯樹(shù)脂制備的聚乙烯管為對(duì)比樣。對(duì)試驗(yàn)樣1、試驗(yàn)樣2和試驗(yàn)樣3和對(duì)比樣進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。其中T表示抗蠕變性的斷裂時(shí)間，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ISO1167-1996；ESCR表示抗裂紋緩慢傳播的斷裂時(shí)間，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為ISO13479-1997；RCP表示抗裂紋快速傳播的壓力，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ISO13477-1997。表1測(cè)試結(jié)果項(xiàng)目試驗(yàn)樣1試驗(yàn)樣2試驗(yàn)樣3對(duì)比樣T410h398h405h126hESCR2600h2550h2580h2510hRCP0.25～0.3MPa0.25～0.3MPa0.25～0.3MPa0.25～0.3MPa本發(fā)明的功能母粒添加到聚乙烯中可有效提升聚乙烯樹(shù)脂的抗蠕變能力。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3