[发明专利]纳米碳酸钙/聚乙烯复合材料的制备工艺

说明书

本发明涉及一种纳米碳酸钙/聚乙烯复合材料的制备工艺。

近年来，纳米材料已在许多科学领域引起了广泛的重视，纳米材料粒子由于尺寸小，表面非配对原子多，与聚合物结合能力强，并且对聚合物基体的物理、化学性质产生特殊的作用，成为材料科学研究的热点。纳米材料的研制开发工作在金属和陶瓷领域开展的比较广泛、深入。在聚乙烯复合材料领域中，加入纳米材料的研究也取得了长足的发展，然而将纳米碳酸钙填充到聚乙烯复合材料中的研究，目前仍处于实验阶段，其主要原因是熔融共混制备聚合物/纳米粒子复合材料时，纳米粒子的分散对材料性能的影响要超过纳米粒子含量的影响程度。由于纳米粒子比表面积大和比表面能极大，因此极易发生团聚，失去纳米粒子的特殊性质。

本发明的目的是提供一种能够将纳米碳酸钙粒子均匀分散地填充到聚乙烯复合材料中的纳米碳酸钙/聚乙烯复合材料的制备工艺。

本发明的目的是由以下方式实现的：

本发明的制备工艺为：a、将铝酸酯偶联剂加入到由石油醚、正丁醇、二辛酯组成的复合溶剂中，制成浓度为0.5-2％的偶联剂溶液；

b、将偶联剂溶液滴入到纳米碳酸钙材料中，其滴入比例为每100公斤纳米碳酸钙材料中滴2-5公斤偶联剂溶液，并搅拌均匀，完成纳料材料的表面处理；

c、按重量比，将20-30％的经表面处理的纳米碳酸钙与60-70％的低密度聚乙烯、2-5％的低分子腊、2-5％的石蜡与硬脂酸的混合物在150℃-180℃的温度下经双螺杆挤出机进行熔融共混制成改性纳米粒子；

d、将改性的纳米粒子和聚乙烯材料混合，其中改性的纳米粒子占5-10％(按重量比计)，聚乙烯材料占90-95％，在挤出机中挤成为纳米碳酸钙/聚乙烯复合材料。

本发明的优点是工艺简单，易于操作，彻底实现了纳米碳酸钙在聚乙烯材料中以纳米水平分散存在，保持了纳米粒子的特殊性质，制成的聚乙烯复合材料其力学性能明显增加，冲击强度可提高1-4倍。

实施例：

将本发明的纳米碳酸钙/聚乙烯复合材料经吹塑成型工艺制成复合土工膜产品，其主要技术性能指标如下(和普通土工膜比较)：

    指标名称  单位  普通土工膜n-M/塑料复合    土工膜    拉伸强度    MPa    17    35    断裂伸长率    ％    450    580    直角撕裂强度    N/mm    80    120