[发明专利]一种高抗冲、良好韧性、耐候耐老化改性管材用聚乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高抗冲、良好韧性、耐候耐老化改性管材用聚乙烯复合材料及其制备方法，该改性聚乙烯主要由双峰高密度聚乙烯60～70份、滑石粉15～20份、碳酸钙15～20份组成、其他助剂1～3份。主要将滑石粉和碳酸钙粒子以及有较好韧性的双峰高密度聚乙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出成型而得改性聚乙烯粒子。其中用偶联剂表面活化滑石粉和碳酸钙粒子使得无机粉末注入高密度聚乙烯来改善符合体系的力学性能，并提高体系的耐候性和耐老化性能；同时，双峰高密度聚乙烯具备的高分子量、高支化度和低分子量低支化度两部分组分，给聚合物提供良好机械性能的同时又能改善材料的加工性能，提高了体系的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种高抗冲、良好韧性、耐候耐老化改性管材用聚乙烯复合材料及其制备方法，属于聚乙烯技术领域。

背景技术

金属输水管道容易老化，其被用来长期输送含有消毒剂、溶解剂等杂质的腐蚀性水导致了管内壁腐蚀和结垢是最主要的老化表现。这将降低其输水能力，主要表现在管内结核污垢造成的内径减小、管内壁蚀坑和结垢引起的表面粗糙度程度加大。

从二十世纪八十年代起，聚乙烯(PE)被首次应用到管道，之后在运输或配送水和天然气的市场地位越来越高。与其它用作管材方面的材料相比较，聚乙烯管材密度低、耐腐蚀，且具有高的延展性。第一代聚乙烯管材树脂被人们称为PE-63，第二代聚乙烯树脂被人们称为PE-80。二十世纪末期，由于催化剂和聚合技术的不断进步，第三代聚乙烯树脂诞生，即PE-100。这些聚乙烯双峰树脂由于第二反应器在聚合过程中将共聚单体接入长链聚合物中而改善性能。共混聚合物是由低分子量的乙烯均聚物和一些高分子量的乙烯-1-烯烃共聚物两部分组成的。双峰PE-100用这样的链接方式形成一种物理网络来提高聚乙烯共聚物的机械性能。

常用的改性方法有共混、增塑及共聚改性。其中共混改性是较为常用的改性方式，它可以有效提高聚合物的机械性能及加工性能，降低成本。滑石粉是一种白色片状结构的无臭无味粉末，主要由含水的硅酸镁，化学性质稳定且分散性强，常用于填料改性。在复合材料中可用作成核剂促进结晶，最终改变聚合物性质。近年来向聚合物中添加滑石粉来改善聚合物性能已越来越受研究者喜爱。

由于无机填料和聚合物基体的相容性较差，复合时容易在界面上形成空隙和缺陷，导致界面强度较低。而使用偶联剂对填料表面处理可解决此问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高抗冲、良好韧性、耐候耐老化改性管材用聚乙烯复合材料及其制备方法，主要将滑石粉和碳酸钙粒子以及有较好韧性的双峰高密度聚乙烯通过双螺杆或注塑机共混挤出成型而得改性聚乙烯粒子。其中用偶联剂表面活化滑石粉和碳酸钙粒子使得无机粉末注入高密度聚乙烯来改善符合体系的力学性能，并提高体系的耐候性和耐老化性能；同时，双峰高密度聚乙烯具备的高分子量、高支化度和低分子量低支化度两部分组分，给聚合物提供良好机械性能的同时又能改善材料的加工性能，提高了体系的稳定性。特别的是，一定的滑石粉含量和一定粒径大小的碳酸钙颗粒可以给高密度聚乙烯起到较大的增强增韧作用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种高抗冲、良好韧性、耐候耐老化改性管材用聚乙烯复合材料，由下列按照重量份计的原料制备而成：

双峰高密度聚乙烯：60～70份；

碳酸钙：15～20份；

滑石粉：15～20份；

其他助剂：1～3份；

其中，所述的双峰高密度聚乙烯材料是指在190℃，2.16Kg条件下材料的流动速度在1g/10min到4g/10min的分子量分布呈双峰形式的高密度聚乙烯。

所述的碳酸钙为粒径在0.9～1.2μm的碳酸钙颗粒。

所述的滑石粉3000目滑石粉材料。