[发明专利]一种HDPE纳米塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本申请属于纳米塑料材料领域，尤其涉及一种HDPE纳米塑料及其制备方法。

背景技术

纳米材料学是近年来刚刚兴起的一个完全崭新的科学领域，它涉及到聚集态物理、化学、材料、生物学等多领域的知识。“纳米技术”的核心内容是如何解决纳米粒子的团聚问题，由于纳米粒子本身极易团聚，要得到单个分散的纳米粒子非常困难，如何使纳米粒子均匀地分散到基体中去是“纳米技术”的关键技术。

目前从“纳米技术”的应用研究报导中分析，能实行产业化的方法有二种：1、纳米插层化技术,即通过插层化处理的n-MMT,制成有一定密实程度，尺寸均匀的母粒，再将这种母粒经过拌和共混和造粒，解决纳米材料在基体中分散不均匀的难题,制成纳米复合材料。2、利用振动磨分散法可使纳米粒子在基体中均匀分散，基本不产生团聚,真正做到了纳米级分散。

“纳米塑料”是指基体为高分子聚合物，通过纳米粒子在塑料树脂中的充分分散,有效地提高了塑料的耐热、耐候、耐磨等性能。“纳米塑料”能使普通塑料具有象陶瓷材料一样的刚性和耐热性，同时又保留了塑料本身所具备的韧性、耐冲击性和易加工性。目前，能实行产业化的有通过纳米粒子改性的NPE、NPET和NPA6(即纳米聚乙烯、纳米PET聚脂、纳米尼龙6）利用纳米粒子，将银（Ag+）设计到粒子表面的微孔中并稳定，就能制成纳米栽银抗菌材料，将这种材料加入到塑料中去就能使塑料具有抗菌防霉，自洁等优良性能，使其成为绿色环保产品。目前，已在ABS、SPVC、HIPS、PP塑料中得到应用。

“纳米塑料”是一种高科技的新材料，具有很好的发展前景，由于国内对这种新材料还缺乏认识，没有完整的质量保证体系和严密的生产管理，正处于一种“一哄而上”的形势，鱼目混珠，真假难辩，使“纳米塑料”一开始便面临“夭折”的危险，所以笔者迫切希望国家有关部门能通过相应的标准和法规来保护这一新材料，促进它的健康成长。

HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，结晶度为80%～90%，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；熔化温度120~160℃，对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低，这一点应用时要注意。

高密度乙烯属环保材质，加热达到熔点，即可回收再利用。须知塑胶原料可大分为两大类：“热塑性塑胶”（Thermoplastic）及“热固性塑胶”（Thermosetting），“热固性塑胶”是加热到一定温度后变成固化状态，即使继续加热也无法改变其状态，因此，有环保问题的产品是“热固性塑胶”的产品（如轮胎），并非是“热塑性塑胶”的产品（如塑胶栈板注:栈板在港澳被称为“夹板”)，所以并非所有“塑胶”皆不环保。

“纳米”是一个长度的计量单位，它的尺度是10亿分之1米（10-9m)。一般来说，纳米材料是指两相显微结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级。纳米粒子粒径很小，表面能很大，极易团聚，所以如何制取纳米粒子本身就是一个非常复杂的技术问题。目前能制作和利用的纳米粒子多为无机纳米粒子，能有效地对塑料进行改性的纳米粒子是SiO2、TiO2、CaCO3，蒙拓土（MMT）等。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种强度高、断裂伸长率高的HDPE纳米塑料及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种HDPE纳米塑料及其制备方法，解决现有纳米塑料拉伸强度低、摩擦磨损性差和冲击强度低等技术问题。

技术方案：