[發明專利]一種高韌性高強度聚乙烯復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010602235.X
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102002181A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 李云巖;吳建國;郭洪濤;吳汾
• 申請（專利權）人: 南京聚隆科技股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L61/06;C08L51/06;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本發明屬于高分子材料及其成型加工領域，涉及一種聚乙烯復合材料及其制備方法，具體的說是一種高韌性高強度聚乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚乙烯是由乙烯直接聚合所得到的聚合物，是化學組成和分子結構最簡單、生產量最大的塑料品種。由于聚乙烯具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70～-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良，其產量和消費量居各種合成樹脂之首，而且其年均增長率高達3％-5％。聚乙烯最初專用于高頻絕緣材料，現還用于擠出成型各種薄膜、中空吹塑成各種容器、擠出成形各種型材及單絲、注塑成各種工業用品及日常用品、擠出成型電線電纜包皮等。2001年我國聚乙烯表觀消費量為7189?kt，其中聚乙烯專用樹脂(特指棚膜、高強度薄膜、管材、中空容器、鋁塑復合板、電線電纜、涂層料、EVA樹脂等8種產品)的消費量約為2600?kt，占其總消費量的36.2％。

但由于PE的力學強度低、收縮率大等缺點，極大地限制了其作為結構材料應用。采用纖維增強可以有效地提高PE材料的力學性能，因此近幾十年來纖維增強PE作為多用途、高性能和經濟性的材料，在汽車、交通運輸及海洋業等領域有著廣泛的應用，但使用的增強材料多為短纖維，不能滿足要求更高的場合；而玻璃氈增強PE雖然有良好的力學性能，但是其成型加工方法限制了其應用領域。同時，存在的一個問題是，增強材料的加入會很大程度上損失材料固有的沖擊性能，為此，在對材料增強改性的同時，須同時改善材料沖擊性能，才能滿足很多的應用場合。然而，現有的增強增韌改性聚烯烴的許多方法都存在定缺點，如在硬性塑料中加入橡膠彈性體粒子，可大幅度提高沖擊強度，但其拉伸強度有所下降；加入纖維可大幅度提高拉伸強度，但沖擊強度，特別是斷裂伸長率常常有所下降；采用液晶聚合物高分子材科的原位復合增強等，可使材料的拉伸及沖擊強度均有所改善，但斷裂伸長率仍有所下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對以上現有技術存在的缺點，提出一種高韌性高強度聚乙烯復合材料及其制備方法，具有高強度，高耐熱，高韌性的特點，可替代現有工程塑料，廣泛應用于汽車、電器等領域。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種高韌性高強度聚乙烯復合材料，按重量百分比由以下組分組成：

聚乙烯60-85%，酚醛樹脂5-30%，固化劑0.4-3%，相容劑3-15%，增韌劑5-10%，抗氧劑0.1-1%，潤滑劑0.3-0.8%；酚醛樹脂為熱塑性線型酚醛樹脂。

熱塑性線型酚醛樹脂的使用可以確保在擠出過程中，樹脂的充分熔融和均勻混合，同時與聚乙烯形成互穿網絡結構。

高韌性高強度聚乙烯復合材料的制備方法，按以下步驟進行：

⑴配料：將聚乙烯、酚醛樹脂、固化劑、相容劑、增韌劑、抗氧劑、潤滑劑按比例稱重后置于高速攪拌機中攪拌混合5-10分鐘；

⑵擠出：將配好的料加入到雙螺桿擠出機中擠出造粒，物料在螺桿擠出機中的停留時間為2-3分鐘，螺桿溫度為150-200℃，螺桿轉速為300-400?轉/分。

本發明進一步限定的技術方案是：

前述的高韌性高強度聚乙烯復合材料，聚乙烯熔融指數為2-20g/10min。

前述的高韌性高強度聚乙烯復合材料，聚乙烯為線性低密度聚乙烯或高密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯與高密度聚乙烯的混合物，線性低密度聚乙烯與高密度聚乙烯的混合物的配比為3：7-7：3。

前述的高韌性高強度聚乙烯復合材料，抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑組成的復合抗氧劑，其中亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑按重量比1:0.3-1:0.7?組成。

前述的高韌性高強度聚乙烯復合材料，固化劑為六次甲基四胺、六甲氧基甲基蜜胺、多聚甲醛、多羥甲基二聚氰胺或多羥甲基雙氰胺中的一種。

前述的高韌性高強度聚乙烯復合材料，相容劑是馬來酸干接枝聚乙烯，其接枝率為0.5%-1%。

前述的高韌性高強度聚乙烯復合材料，增韌劑為辛烯-乙烯共聚物（POE）、乙丙橡膠（EPR）、三元乙丙橡膠（EPDM）中的一種，所述增韌劑的熔融指數為0.1-20?g/10min。

前述的高韌性高強度聚乙烯復合材料，潤滑劑是烴類潤滑劑或脂肪族酰胺類潤滑劑。

本發明的優點是：酚醛樹脂具有力學強度高、電絕緣性能好、耐熱性能優良、難燃等特點，且有很大的改性余地，被廣泛用于制備玻璃鋼、模塑料、涂料、粘合劑等。以酚醛樹脂對聚乙烯合金化，可以提高聚乙烯綜合性能，且具有低成本的優勢。