[发明专利]一种改善HDPE综合力学性能的复合材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种改善HDPE综合力学性能的复合材料，其特征在于：主要由以下重量份数的组份组成：聚烯烃树脂混合物65～75份、活化半补强炭黑15～25份、偶联剂0.5～3份、抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂3～6份和热稳定剂0.2～0.8份。

2. 根据权利要求1所述的改善HDPE综合力学性能的复合材料，其特征在于：主要由以下重量份数的组份组成：聚烯烃树脂混合物68～70份、活化半补强炭黑18～23份、偶联剂0.8～1.5份、抗氧剂0.2～0.5份、润滑剂4～5份和热稳定剂0.4～0.6份。

3. 根据权利要求1所述的改善HDPE综合力学性能的复合材料，其特征在于：主要由以下重量份数的组份组成：聚烯烃树脂混合物70份、活化半补强炭黑18份、偶联剂1.5份、抗氧剂0.3份、润滑剂5份和热稳定剂0.5份。

4. 根据权利要求1-3任一项所述的改善HDPE综合力学性能的复合材料，其特征在于：所述的聚烯烃树脂混合物为超高分子量聚乙烯UHMWPE和无规共聚聚丙烯PPR构成的UHMWPE /PPR合金共混体系。

5. 根据权利要求1-3任一项所述的改善HDPE综合力学性能的复合材料，其特征在于：所述的活化半补强炭黑采用经过以下活化处理步骤的半补强炭黑，具体为：

首先，将8～14份半补强炭黑和0.3～0.4份白油混合研磨15～20min；

然后，将研磨好的混合物投入小高混机中，并在90℃高速搅拌，使温度上升至95℃后，加入0.4～0.5份铝酸酯偶联剂，继续搅拌5min，再加入0.3～0.4份微晶石蜡，继续搅拌直至温度到100℃后放入料池中，自然冷却，即得到活化半补强炭黑。

6. 根据权利要求1-3任一项所述的改善HDPE综合力学性能的复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或两种以上按任意比例混合的组合物；

所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP中的两种或三种以上按任意比例混合的组合物；

所述的润滑剂为石蜡、白油、微晶石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、乙撑双硬脂酰胺中的两种或三种以上按任意比例混合的组合物；

所述的热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或两种按任意比例混合的组合物。

7. 一种制备如权利要求1-6任一项所述改善HDPE综合力学性能的复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）聚烯烃树脂混合物的制备

将50份超高分子量聚乙烯UHMWPE、15份无规共聚聚丙烯PPR、0.015～0.025份抗氧剂168和0.015～0.025份抗氧剂1010、0.5份白油投入密炼机中，并在165℃混炼6min，形成UHMWPE/PPR合金共混体系后放入料池中，自然冷却后，即得所需的聚烯烃树脂混合物；

（2）活化半补强炭黑的制备

首先，将8～14份半补强炭黑和0.3～0.4份白油混合研磨15～20min；

然后，将研磨好的混合物投入小高混机中，并在90℃高速搅拌，使温度上升至95℃后，加入0.4～0.5份铝酸酯偶联剂，继续搅拌5min，再加入0.3～0.4份微晶石蜡，继续搅拌直至温度到100℃后放入料池中，自然冷却，即得到活化半补强炭黑；

（3）按照相应的重量份数称取各组份，首先将聚烯烃树脂混合物、偶联剂、活化半补强炭黑、部分润滑剂投入密炼机中，并在165℃混炼6min；然后依次加入抗氧剂、热稳定剂、剩余的润滑剂，并在130℃混炼10min后放入料池中，在室温下自然冷却破碎后通过喂料系统投入到双螺杆挤出机中，经挤出、冷却和切粒、干燥、包装，即得改善HDPE综合力学性能的复合材料成品。

8. 根据权利要求7所述的制备改善HDPE综合力学性能的复合材料的方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述的双螺杆挤出机的工作参数为：一区温度150～160℃，二区温度170～180℃，三区温度180～190℃，四区温度175～185℃，五区温度170～175℃，机头 160～175℃，停留时间 2～3min，压力为 18～25MPa。