一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯(PE)是一種質(zhì)輕無(wú)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Ｒ虼?，?duì)聚乙烯增韌改性一直是高分子材料與工程研究的熱點(diǎn)之一。眾多的聚乙烯增韌改性研究中，以彈性體增韌的增韌效果最好，但是，該方法在使其韌性大幅度提高的同時(shí)剛性顯著降低。究其原因主要有三個(gè):其一，聚乙烯是一類非極性結(jié)晶性聚合物，與彈性體的相容性差，界面結(jié)合力小，易發(fā)生界面脫粘；其二，彈性體作為分散相，未適度交聯(lián)，在外力作用下易發(fā)生分子間滑脫而產(chǎn)生“空化”;其三，要想增韌效果明顯，必須加大彈性體的含量，致使增韌聚乙烯中低剛性成分太多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種彈性體包覆無(wú)機(jī)剛性粒子顯著提高韌性又保持較好剛性的核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯樹脂70%?85%、無(wú)機(jī)剛性粒子8%?15%、二異氰酸酯0.5%?2%、乙二醇1%?4%、相容劑3%?8%、分散劑0.1%?2%、抗氧劑0.1%?1%。
[0005]所述的無(wú)機(jī)剛性粒子為粒徑在0.1 μ m?20 μ m的碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、硫酸鋇中的一種。
[0006]所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM-g-MAH)、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)中的一種。
[0007]所述的分散劑為聚乙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAF、TAS-2A、EBS中的一種。
[0008]所述的抗氧劑為受阻酚抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類抗氧劑168的復(fù)配物。
[0009]上述的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將各組分按重量配比稱好待用；
(2)將無(wú)機(jī)剛性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)中再加入聚乙烯樹脂、相容劑、分散劑和抗氧劑，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加入雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒后，經(jīng)干燥、包裝即得本發(fā)明的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料。
[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(wú)機(jī)剛性粒子表面，形成以無(wú)機(jī)剛性粒子為核、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，并且具有加工性能好、成本低、處理工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0012]實(shí)施例1:
一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯樹脂77%、粒徑在0.1 μ m?20 μ m的碳酸鈣12%、二異氰酸酯1.5%、乙二醇3%、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH) 5%、聚乙烯蠟1%、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復(fù)配物 0.5%ο
[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)中再加入聚乙烯樹脂、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、聚乙烯蠟和受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑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加入雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒后，經(jīng)干燥、包裝即得本發(fā)明的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料。
[0014]實(shí)施例2:
一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯樹脂70%、粒徑在0.1 μ m?20 μ m的滑石粉15%、二異氰酸酯2%、乙二醇4%、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM-g-MAH) 7%、EVA蠟1.5%、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復(fù)配物0.5%ο
[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)中再加入聚乙烯樹脂、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM-g-MAH)、EVA蠟和受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑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加入雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒后，經(jīng)干燥、包裝即得本發(fā)明的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料。
[0016]實(shí)施例3:
一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚乙烯樹脂85%、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%、TAS-2A 0.6%、受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯類抗氧劑168的復(fù)配物0.4%。
[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)中再加入聚乙烯樹月旨、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)、TAS-2A和受阻酚抗氧劑1076與亞磷酸酯類抗氧劑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加入雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒后，經(jīng)干燥、包裝即得本發(fā)明的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為??聚乙烯樹脂70%?85%、無(wú)機(jī)剛性粒子8%?15%、二異氰酸酯0.5%?2%、乙二醇1%?4%、相容劑3%?8%、分散劑0.1%?2%、抗氧劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其特征在于，所述的無(wú)機(jī)剛性粒子為粒徑在0.1 μ m?20 μ m的碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、硫酸鋇中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其特征在于，所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-丙烯-二烯烴共聚物(EPDM-g-MAH)、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)中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其特征在于，所述的分散劑為聚乙烯蠟、EVA蠟、OP蠟、TAF、TAS-2A、EBS中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類抗氧劑168的復(fù)配物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料的制備方法，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(wú)機(jī)剛性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)中再加入聚乙烯樹脂、相容劑、分散劑和抗氧劑，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加入雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒后，經(jīng)干燥、包裝即得本發(fā)明的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料及其制備方法。本發(fā)明的一種核殼結(jié)構(gòu)增韌增強(qiáng)聚乙烯材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚乙烯樹脂70%～85%、無(wú)機(jī)剛性粒子8%～15%、二異氰酸酯0.5%～2%、乙二醇1%～4%、相容劑3%～8%、分散劑0.1%～2%、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(wú)機(jī)剛性粒子表面，形成以無(wú)機(jī)剛性粒子為核、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，并且具有加工性能好、成本低、處理工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C08K3-26, C08K9-10, C08K3-34, C08L23-06
【公開號(hào)】CN104672587
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310620188
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】青島佳億陽(yáng)工貿(mào)有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月29日