一种核壳粒子增韧聚乙烯材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种核壳粒子增韧聚乙烯材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚乙烯(PE)是一种质轻无毒、具有良好的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性塑料，其强度较高，耐寒性好，成型加工方便，已广泛应用于建筑、交通运输、电线电缆、化工机械等行业，但由于其存在冲击韧性较差及缺口敏感性大等缺点，限制它作为一种高分子结构材料在某些领域中的应用。采用弹性体增韧可以大幅度提高材料的抗冲击性能，但同时也造成材料的强度、刚度、耐热性及加工性能大幅度下降，同时成本也高。采用刚性粒子增韧在一定条件下表现出同时增韧增强，但韧性的提高幅度有限。采用弹性体、刚性粒子两者并用增韧虽然对聚乙烯材料的强度和韧性有较好的改性效果，但是弹性体、刚性粒子共同加入会使得两种物质的作用相互影响，从而使得聚乙烯材料的力学性能得不到预想的效果O
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种弹性体包覆刚性粒子的核壳粒子增韧聚乙烯材料及其制备方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯60%?80%、刚性粒子5%?15%、弹性体5%?15%、丙烯酸1%?4%、特丁基过氧化氢0.5%?2%、抗氧剂0.1%?2%、色料O?1%。
[0005]所述的刚性粒子为纳米碳酸钙。
[0006]所述的弹性体为聚氨脂弹性体(TPU)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶、顺丁橡胶中的一种。
[0007]所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物中的一种。
[0008]上述的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将刚性粒子在100°C?120°C下干燥I?2小时，待用；
(2)按重量配比称取干燥后的刚性粒子加入料筒温度为25°C?70°C高速混合机中，搅拌3?15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和特丁基过氧化氢，搅拌10?60分钟，再加入按重量配比称取的弹性体，搅拌10?15分钟；
(3)在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、抗氧剂和色料，使一起搅拌10?30分钟，出料；
(4)然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料。
[0009]本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用对刚性粒子预处理后与弹性体之间相互作用和发生接枝反应，形成弹性体化学包覆刚性粒子的核壳结构，使发挥弹性体增韧和刚性粒子增刚的良好协同效果，从而大大提高了聚乙烯材料的冲击韧性、力学强度、刚度和耐热性等，而且加工性能好，成本低，处理工艺简单，因此具有良好的实用价值和经济效果。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0011]实施例1:
一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯75%、纳米碳酸钙10%、聚氨脂弹性体(TPU)10%、丙烯酸2.5%、特丁基过氧化氢1%、抗氧剂1010 1%、色料0.5%。
[0012]制备方法:(I)将纳米碳酸钙在100°C?120°C下干燥I?2小时，待用；(2)按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为25°C?70°C高速混合机中，搅拌3?15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和特丁基过氧化氢，搅拌10?60分钟，再加入按重量配比称取的聚氨脂弹性体(TPU)，搅拌10?15分钟；(3)在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、抗氧剂1010和色料，使一起搅拌10?30分钟，出料；(4)然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料。
[0013]实施例2:
一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯72%、纳米碳酸钙15%、三元乙丙橡胶(EPDM) 5%、丙烯酸4%、特丁基过氧化氢2%、抗氧剂1076 1%、色料1%。
[0014]制备方法:(I)将纳米碳酸钙在100°C?120°C下干燥I?2小时，待用；(2)按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为25°C?70°C高速混合机中，搅拌3?15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和特丁基过氧化氢，搅拌10?60分钟，再加入按重量配比称取的三元乙丙橡胶(EPDM)，搅拌10?15分钟；(3)在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、抗氧剂1076和色料，使一起搅拌10?30分钟，出料；(4)然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料。
[0015]实施例3:
一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯80%、纳米碳酸钙5%、顺丁橡胶10%、丙烯酸2%、特丁基过氧化氢1%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物2%。
[0016]制备方法:(I)将纳米碳酸钙在100°C?120°C下干燥I?2小时，待用；(2)按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为25°C?70°C高速混合机中，搅拌3?15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和特丁基过氧化氢，搅拌10?60分钟，再加入按重量配比称取的顺丁橡胶，搅拌10?15分钟；(3)在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯和抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物，使一起搅拌10?30分钟，出料；(4)然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料。
【主权项】
1.一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯60%?80%、刚性粒子5%?15%、弹性体5%?15%、丙烯酸1%?4%、特丁基过氧化氢0.5%?2%、抗氧剂0.1%?2%、色料O?1%。
2.根据权利要求1所述的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其特征在于，所述的刚性粒子为纳米碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其特征在于，所述的弹性体为聚氨脂弹性体(TTO)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶、顺丁橡胶中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂JC-242的复配物中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将刚性粒子在100°C?120°C下干燥I?2小时，待用； (2)按重量配比称取干燥后的刚性粒子加入料筒温度为25°C?70°C高速混合机中，搅拌3?15分钟，然后加入按重量配比称取的丙烯酸和特丁基过氧化氢，搅拌10?60分钟，再加入按重量配比称取的弹性体，搅拌10?15分钟； (3)在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯、抗氧剂和色料，使一起搅拌10?30分钟，出料； (4)然后加入双螺杆挤出机中充分熔融共混后挤出、造粒，即得本发明的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料。
【专利摘要】本发明公开了一种核壳粒子增韧聚乙烯材料及其制备方法。本发明的一种核壳粒子增韧聚乙烯材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯60%～80%、刚性粒子5%～15%、弹性体5%～15%、丙烯酸1%～4%、特丁基过氧化氢0.5%～2%、抗氧剂0.1%～2%、色料0～1%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用对刚性粒子预处理后与弹性体之间相互作用和发生接枝反应，形成弹性体化学包覆刚性粒子的核壳结构，使发挥弹性体增韧和刚性粒子增刚的良好协同效果，从而大大提高了聚乙烯材料的冲击韧性、力学强度、刚度和耐热性等，而且加工性能好，成本低，处理工艺简单，因此具有良好的实用价值和经济效果。
【IPC分类】C08L23-06, C08K9-10, C08K3-26
【公开号】CN104693573
【申请号】CN201310660311
【发明人】不公告发明人
【申请人】青岛同创节能环保工程有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月10日