[发明专利]一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料。

背景技术

聚乙烯是一种质轻无毒、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。现有技术采用弹性体增韧可以大幅度提高聚乙烯的抗冲击性能，但同时也造成其强度、刚度、耐热性及加工性能的严重下降，同时成本也高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显著提高韧性、刚性、耐热性和具有良好综合性能的聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯30％～70％、弹性体5％～25％、无机纳米粒子5％～50％、表面处理剂0.1％～0.5％、润滑剂0.2～1.5％、抗氧剂0.1％～1％。

所述的弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚弹性体中的一种。

所述的无机纳米粒子为平均粒径在1nm～20nm之间的碳酸钙或滑石粉。

所述的表面处理剂为硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸镁、钛酸酯、铝酸酯、磷酸酯、硅烷偶联剂中的一种。

所述的润滑剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A和乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种的混合物。

所述的抗氧剂为主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物。

上述的一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：按重量配比称取无机纳米粒子和表面处理剂，加入转速为3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使表面处理剂均匀包覆无机纳米粒子，然后冷却至低于40℃，再加入按重量配比称取的聚乙烯、弹性体、润滑剂和抗氧剂，继续混合3～10分钟，使充分混合均匀，再通过双螺杆挤出机进行混炼和挤出造粒，即得本发明的一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料。

本发明的有益效果是，本发明通过无机纳米粒子与弹性体对聚乙烯共用协同增韧，大大提高了材料的缺口冲击强度、刚度、耐热性和尺寸稳定性等，而且韧性提高幅度大于加入相同质量份数的弹性体，从而大大降低了弹性体的用量，使进一步降低成本，因此，具有显著的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯50％、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物15％、平均粒径在1nm～20nm之间的碳酸钙33％、硬脂酸钙0.3％、聚乙烯蜡1.2％、主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物0.5％。

制备方法：按重量配比称取平均粒径在1nm～20nm之间的碳酸钙和硬脂酸钙，加入转速为3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使硬脂酸钙均匀包覆碳酸钙粒子，然后冷却至低于40℃，再加入按重量配比称取的聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯蜡和主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物，继续混合3～10分钟，使充分混合均匀，再通过双螺杆挤出机进行混炼和挤出造粒，即得本发明的一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料。

实施例2：

一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯30％、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物25％、平均粒径在1nm～20nm之间的碳酸钙42％、硬脂酸镁0.5％、EVA蜡1.5％、主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物1％。

制备方法：按重量配比称取平均粒径在1nm～20nm之间的碳酸钙和硬脂酸镁，加入转速为3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～60分钟，使硬脂酸镁均匀包覆碳酸钙粒子，然后冷却至低于40℃，再加入按重量配比称取的聚乙烯、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶共聚物、EVA蜡和主抗氧剂1010与辅助抗氧剂168的复配物，继续混合3～10分钟，使充分混合均匀，再通过双螺杆挤出机进行混炼和挤出造粒，即得本发明的一种聚乙烯/弹性体/无机纳米粒子共混复合材料。

实施例3：