一种高强度PE塑料桶及其制备方法与流程

本发明涉及高强度pe塑料制备，具体涉及一种高强度塑料桶的制备。

背景技术：

1、聚乙烯(pe)，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良，自从商品化以来，得到了广泛的应用，其产量在五大通用塑料中位居第一。聚乙烯的大分子链呈线型或支链结构，固态聚乙烯中晶相和无定形相共存，无定形区内分子间相互作用较弱，在受热和应力作用时，分子链间比较容易相对运动，因而聚乙烯的抗热变形能力弱，工作温度较低，且耐环境应力开裂性差，不能满足一些特殊环境、特殊用途的使用要求。为了弥补聚乙烯结构上的缺陷，提高聚乙烯的性能，扩大其应用领域，人们通过各种物理、化学改性对其进行改性处理，可以使其性能得到改善，扩大应用领域，满足人们对材料的不同要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高强度pe塑料桶，解决了当前pe塑料桶强度差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高强度pe塑料桶的制备方法，具体包括如下步骤：

4、称取如下重量份原料：改性聚乙烯100-120份、增强填料20-30份、过氧化苯甲酰3-5份、玻璃纤维20-25份和颜料2-3份，将改性聚乙烯、增强填料和过氧化苯甲酰加入单螺杆挤出机中，在温度为200-220℃的条件下预混1-2h，加入玻璃纤维和颜料，在挤出机温度为190-210℃，转速为40-50rpm，喂料机转速为4-5rpm，机头温度为185℃，挤出速度为600mm/min的条件下，挤出型胚，冷却脱模，制得高强度pe塑料桶。

5、进一步，所述改性聚乙烯由如下步骤制成：

6、步骤a1：将呋喃和四氢呋喃混合均匀，在转速为50-70rpm，温度为-78℃，氮气保护的条件下，滴加正丁基锂溶液，升温至25-30℃，在转速为50-70rpm，进行反应3-5h，降温至-78℃，滴加6-溴-1-己烯，升温至25-30℃，在转速为60-80rpm的条件下，进行反应8-10h，制得中间体1。

7、步骤a2：在反应釜中通入乙烯气，加入正己烷、中间体1和三乙基铝，活化5-10min，将正己烷和ziegler-natta催化剂混合均匀，加入到反应釜中，在转速为80-100rpm，温度为40-50℃，压力为0.1mpa的条件下，进行反应30-50min，加入盐酸和乙醇混合溶液中止反应，制得预处理聚乙烯，将预处理聚乙烯、1，2-双(马来酰亚胺)乙烷和甲苯混合均匀，在温度为80-100℃的条件下，进行反应2-3h，降温至60-70℃，在转速为80-120rpm的条件下，进行反应22-26h制得改性聚乙烯。

8、进一步，步骤a1所述呋喃、四氢呋喃、正丁基锂溶液和6-溴-1-己烯用量比为50ml：12.03g：70ml：32.5g，正丁基锂溶液浓度为1.6mol/l。

9、进一步，步骤a2所述正己烷和中间体1用量比为50ml：10g，三乙基铝用量为中间体1质量的1％，正己烷和ziegler-natta催化剂用量比为20ml：1g，盐酸和乙醇摩尔比为1：4，改性聚乙烯、1，2-双(马来酰亚胺)乙烷和甲苯用量比为1g：0.2g：10ml。

10、进一步，所述增强填料由如下步骤制成：

11、步骤b1：将2-(2-氨基乙氧基)乙酸、三氟乙酸酐、甲苯和吡啶混合均匀，在转速为70-80rpm，温度为25-35℃的条件下，进行反应30-50min，加入3-丁烯-1-醇，在转速为60-80rpm，温度为80-100℃的条件下，进行反应2-3h，制得中间体2，将中间体2和甲醇混合均匀，在转速为50-70rpm，温度为30-40℃的条件下，持续通入氨气，进行反应15-30min，制得中间体3。

12、步骤b2：将纳米碳酸钙分散在乙醇中，在转速为80-100rpm，温度为20-25℃的条件下，加入去离子水和kh581，搅拌30-40min，过滤去除滤液，将滤饼分散在dmf，加入中间体3，在395nm紫外光照射下，光固化5-10min，制得改性纳米碳酸钙。

13、步骤b3：将改性纳米碳酸钙和光气溶液混合均匀，在转速为60-80rpm，温度为0-10℃的条件下，进行反应20-40min，持续通入光气并升温至50-60℃，进行反应2-3h，制得改性填料，将改性填料、4-烯丙基-2，6-二-叔丁基苯酚和二月桂酸二丁基锡混合均匀，在转速为80-100rpm，温度为70-90℃，氮气保护的条件下，进行反应14-18h，制得增强填料。

14、进一步，步骤b1所述2-(2-氨基乙氧基)乙酸、3-丁烯-1-醇、三氟乙酸酐和甲苯用量比为1g：0.6g：2.8g：8ml，吡啶用量为2-(2-氨基乙氧基)乙酸质量的1％，中间体2和甲醇质量比为1：2。

15、进一步，步骤b2所述纳米碳酸钙、乙醇、去离子水和kh581的用量比为1g：5ml：40ml：10ml，滤饼、dmf和中间体3质量比为1：2.8：1.2。

16、进一步，步骤b3所述改性纳米碳酸钙和光气溶液用量比为1g：10ml，光气溶液的浓度为15％，改性单体和4-烯丙基-2，6-二-叔丁基苯酚酯质量比为1：2.2，二月桂酸二丁基锡用量为4-烯丙基-2，6-二-叔丁基苯酚质量的2％。

17、本发明的有益效果：

18、本发明通过使用改性聚乙烯和增强单体，在过氧化苯甲酰的引发下，生成聚乙烯自由基和增强单体自由基，从而进行接枝反应，制得接枝增强单体的改性聚乙烯，接枝增强单体的改性聚乙烯和玻璃纤维、颜料经过单螺杆挤出机挤出造粒制得母料，将母料塑化熔融，经过吹胀冷却脱模制得高强度pe塑料桶。

19、其中改性聚乙烯以呋喃和6-溴-1-己烯为原料在正丁基锂催化作用下制得中间体1，中间体1和乙烯气在ziegler-natta催化剂的催化下进行反应，制得侧链带有呋喃环的改性聚乙烯，改性聚乙烯进一步和1，2-双(马来酰亚胺)乙烷进行diels-alder反应制得改性聚乙烯，这种交联结构赋予交联聚乙烯热可逆交联性，即在高温条件下diels-alder反应生成的共价键断裂从而使得材料解交联，在冷却过程中共价键可重新生成，交联结构再次产生，这样的特性使得材料可以多次反复加工成型。

20、增强单体以2-(2-氨基乙氧基)乙酸为原料和3-丁烯-1-醇进行酯化反应制得中间体2，在反应前用三氟乙酸酐对2-(2-氨基乙氧基)乙酸的氨基进行保护，防止2-(2-氨基乙氧基)乙酸单体间的缩合反应，在制得中间体2之后以甲醇为溶剂，向溶剂中持续通入氨气脱除三氟乙酸酐对2-(2-氨基乙氧基)乙酸的氨基保护，将纳米碳酸钙用kh581进行表面处理，在紫外光照射的条件下改性碳酸钙的巯基和中间体3进行点击反应制得改性纳米碳酸钙，将改性纳米碳酸钙和光气溶液混合均匀，持续通入光气，改性纳米碳酸钙上的氨基转化为异氰酸基，制得改性单体，改性单体的异氰酸基和4-烯丙基-2，6-二-叔丁基苯酚的酚羟基发生反应制得增强单体。

21、本发明制得的高强度pe塑料桶，以diels-alder反应构建网状交联聚乙烯体系，提高了聚乙烯的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能和抗蠕变性能，同时热可逆的共价键大大提高了聚乙烯的耐热性，在高温加工时共价键断裂，在低温时共价键再次生成，在此基础上利用自由基反应接枝增强单体，增加了增强填料和聚乙烯的结构稳定性，增强单体以纳米碳酸钙为核，在聚乙烯受外力作用时，引起聚乙烯银纹化并吸收能量，达到增强效果，交联和接枝的相互作用使得本发明的pe塑料桶具有较高的强度。