一種納米碳酸鈣填充hdpe材料及其製備方法

2023-05-23 06:48:06

一種納米碳酸鈣填充hdpe材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種納米碳酸鈣填充HDPE材料及其製備方法，稱取HDPE、抗氧劑DSTP、納米碳酸鈣、UV-327、ACR、亞磷酸酯、CPE、二硫化四乙基秋蘭姆、鈦酸酯、硬脂酸鉛、抗衝擊改性劑、氧化鋁、石油醚和增塑劑，將原料經過處理、混合後造粒；產品衝擊強度24-36kJ/m2，是純HDPE的1.7倍；摩擦係數0.116，表面洛氏硬度為81.5；拉伸強度70-80MPa，斷裂伸長率660%-700%；紫外光照射2500h後伸長率保持率99%-100%，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。
【專利說明】一種納米碳酸鈣填充HDPE材料及其製備方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種HDPE材料，尤其涉及一種納米碳酸鈣填充HDPE材料及其製備方法，屬於塑料材料【技術領域】。

【背景技術】
[0002]高密度聚乙烯是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優良的耐大多數生活和工業用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化學腐蝕，例如腐蝕性氧化劑，芳香烴和滷化烴。該聚合物不吸溼並具有好的防水蒸汽性，可用於包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強度高，使其很適用於電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗衝擊性，在常溫甚至在-40攝氏度低溫度下均如此。高密度聚乙烯為無毒，無味，無臭的白色顆粒，熔點為130°C，相對密度為0.946~0.976g/cm3，它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好，介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。
[0003]高密度聚乙烯是種白色粉末顆粒狀產品，無毒、無味，密度在0.940~0.976 g/cm3範圍內；結晶度為80%~90%，軟化點為125~135°C，使用溫度可達100°C ;硬度、拉伸強度和蠕變性優於低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學穩定性好，在室溫條件下，不溶於任何有機溶劑，耐酸、鹼和各種鹽類的腐蝕；薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降。
[0004]納米碳酸鈣又稱超微細碳酸鈣。標準的名稱即超細碳酸鈣。納米碳酸鈣應用最成熟的行業是塑料工業主要應用於高檔塑料製品。可改善塑料母料的流變性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韌補強的作用，提高塑料的彎曲強度和彎曲彈性模量，熱變形溫度和尺寸穩定性，同時還賦予塑料滯熱性。納米碳酸鈣用於油墨產品中體現出了優異的分散性和透明性和極好的光澤、及優異的油墨吸收性和高幹燥性。納米碳酸鈣在樹脂型油墨中作油墨填料，具有穩定性好，光澤度高，不影響印刷油墨的乾燥性能.適應性強等優點。
[0005]納米碳酸鈣是20世紀80年代發展起來的一種新型超細固體粉末材料，其粒度介於0.0f0.1 μ m之間。由於納米碳酸鈣粒子的超細化，其晶體結構和表面電子結構發生變化，產生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應。由於活性納米碳酸鈣表面親油疏水，與樹脂相容性好，能有效提高或調節製品的剛、韌性、光潔度以及彎曲強度；改善加工性能，改善製品的流變性能、尺寸穩定性能、耐熱穩定性具有填充及增強、增韌的作用，能取代部分價格昂貴的填充料及助濟，減少樹脂的用量，從而降低產品生產成本，提高市場競爭力。
[0006]中國專利0附03497395麼，
【公開日】為2014年1月8日，公開了一種增強型HDPE管，主要採用HDPE100-120份、納米碳酸鈣20-30份、短切玻璃纖維20-30份、潤滑劑2_3份製成，解決了拉伸強度、彎曲強度、衝擊強度存在的缺陷，但是斷裂伸長率、摩擦係數、表面洛氏硬度和耐光老化性等沒有改進，隨著社會城市化、科技化、人性化的發展，設計一種斷裂伸長率、摩擦係數、表面洛氏硬度高和耐光老化性好的納米碳酸鈣填充HDPE材料及其製備方法，以滿足市場需求，是非常必要的。


【發明內容】

[0007]解決的技術問題:
本申請針對現有HDPE材料斷裂伸長率、摩擦係數、表面洛氏硬度和耐光老化性沒有很大改進的技術問題，提供一種利用納米碳酸鈣填充HDPE材料及其製備方法。
[0008]技術方案:
一種納米碳酸鈣填充HDPE材料，原料按重量份數配比如下:HDPE100份，抗氧劑DSTP0.3-0.7份，納米碳酸鈣10-30份，UV-327為0.5-2.5份，ACR10-20份，亞磷酸酯
0.2-0.8份，CPE15-25份，二硫化四乙基秋蘭姆0.15-0.35份，鈦酸酯10-20份，硬脂酸鉛
1.5-2.5份，抗衝擊改性劑5-15份，氧化鋁1-5份，石油醚20-30份，增塑劑60-90份。
[0009]作為本發明的一種優選技術方案:所述納米碳酸鈣填充HDPE材料的原料按重量份數配比如下:HDPE100份，抗氧劑DSTP0.4-0.6份，納米碳酸鈣15-25份，UV-327為1_2份，ACR13-17份，亞磷酸酯0.3-0.7份，CPE18-22份，二硫化四乙基秋蘭姆0.2-0.3份，鈦酸酯12-18份，硬脂酸鉛1.8-2.2份，抗衝擊改性劑7-13份，氧化鋁2_4份，石油醚22-17份，增塑劑70-80份。
[0010]作為本發明的一種優選技術方案:所述納米碳酸鈣填充HDPE材料的原料按重量份數配比如下:HDPE100份，抗氧劑DSTP0.5份，納米碳酸鈣20份，UV-327為1.5份，ACR15份，亞磷酸酯0.5份，CPE20份，二硫化四乙基秋蘭姆0.25份，鈦酸酯15份，硬脂酸鉛2份，抗衝擊改性劑10份，氧化鋁3份，石油醚25份，增塑劑75份。
[0011]作為本發明的一種優選技術方案:所述抗衝擊改性劑採用MBS。
[0012]作為本發明的一種優選技術方案:所述增塑劑採用DOP或DBP。
[0013]所述納米碳酸鈣填充HDPE材料的製備方法步驟為:
第一步:按重量份數配比稱取原料，將鈦酸酯在石油醚中溶解後處理納米碳酸鈣，混合均勻後讓如烘箱中在100-120°C烘40-60min除去溶劑；
第二步:利用振動研磨機分散l_2h後加入剩餘原料，在110-130°C下攪拌20-40min ；第三步:將第二步攪拌後的物料投放到長徑比為30:1的雙螺杆擠出機中熔融造粒，擠出機溫度設置為:150°c、170°c、19(rc、19(rc、19(rc、19(rc和 180°C。
[0014]有益效果:
本發明所述一種納米碳酸鈣填充HDPE材料及其製備方法採用以上技術方案和現有技術相比，具有以下技術效果:1、產品衝擊強度24-36kJ/m2，是純HDPE的1.7倍；2、摩擦係數
0.116，表面洛氏硬度為81.5 ;3、拉伸強度70-80MPa，斷裂伸長率660%-700% ;4、紫外光照射2500h後伸長率保持率99%-100%，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。

【具體實施方式】
[0015]實施例1:
按重量份數配比稱取HDPE100份，抗氧劑DSTP0.3份，納米碳酸鈣10份，UV-327為0.5份，ACRlO份，亞磷酸酯0.2份，CPE15份，二硫化四乙基秋蘭姆0.15份，鈦酸酯10份，硬脂酸鉛1.5份，MBS5份，氧化鋁1份，石油醚20份，DBP60份，按重量份數配比稱取原料，將鈦酸酯在石油醚中溶解後處理納米碳酸鈣，混合均勻後讓如烘箱中在100°c烘40min除去溶劑，利用振動研磨機分散Ih後加入剩餘原料，在110°C下攪拌20min，將第二步攪拌後的物料投放到長徑比為30:1的雙螺杆擠出機中熔融造粒，擠出機溫度設置為:150°C、170°C、19(rC、190。。、190。。、190。。和 180 0C ο
[0016]產品衝擊強度24kJ/m2，摩擦係數0.116，表面洛氏硬度為81.5，拉伸強度70MPa，斷裂伸長率660% ;紫外光照射2500h後伸長率保持率99%。
實施例2:
按重量份數配比稱取HDPE100份，抗氧劑DSTP0.7份，納米碳酸鈣30份，UV-327為2.5份，ACR20份，亞磷酸酯0.8份，CPE25份，二硫化四乙基秋蘭姆0.35份，鈦酸酯20份，硬脂酸鉛2.5份，MBS15份，氧化鋁5份，石油醚30份，DBP90份，按重量份數配比稱取原料，將鈦酸酯在石油醚中溶解後處理納米碳酸鈣，混合均勻後讓如烘箱中在120°C烘60min除去溶劑，利用振動研磨機分散2h後加入剩餘原料，在130°C下攪拌40min，將第二步攪拌後的物料投放到長徑比為30:1的雙螺杆擠出機中熔融造粒，擠出機溫度設置為:150°C、170°C、190 °C >190 °C >190 °C >190 °C 180 0C0
[0017]產品衝擊強度28kJ/m2，摩擦係數0.116，表面洛氏硬度為81.5，拉伸強度72MPa，斷裂伸長率670% ;紫外光照射2500h後伸長率保持率99%。
實施例3:
按重量份數配比稱取HDPE100份，抗氧劑DSTP0.4份，納米碳酸鈣15份，UV-327為I份，ACR13份，亞磷酸酯0.3份，CPE18份，二硫化四乙基秋蘭姆0.2份，鈦酸酯12份，硬脂酸鉛1.8份，MBS7份，氧化鋁2份，石油醚22份，DBP70份，按重量份數配比稱取原料，將鈦酸酯在石油醚中溶解後處理納米碳酸鈣，混合均勻後讓如烘箱中在105°C烘45min除去溶劑，利用振動研磨機分散Ih後加入剩餘原料，在115°C下攪拌25min，將第二步攪拌後的物料投放到長徑比為30:1的雙螺杆擠出機中熔融造粒，擠出機溫度設置為:150°C、170°C、19(rC、190。。、190。。、190。。和 180 0C ο
[0018]產品衝擊強度30kJ/m2，摩擦係數0.116，表面洛氏硬度為81.5，拉伸強度75MPa，斷裂伸長率680% ;紫外光照射2500h後伸長率保持率99%。
實施例4:
按重量份數配比稱取HDPE100份，抗氧劑DSTP0.6份，納米碳酸鈣25份，UV-327為2份，ACR17份，亞磷酸酯0.7份，CPE22份，二硫化四乙基秋蘭姆0.3份，鈦酸酯18份，硬脂酸鉛2.2份，MBS13份，氧化鋁4份，石油醚17份，D0P80份，按重量份數配比稱取原料，將鈦酸酯在石油醚中溶解後處理納米碳酸鈣，混合均勻後讓如烘箱中在115°C烘55min除去溶劑，利用振動研磨機分散2h後加入剩餘原料，在125°C下攪拌35min，將第二步攪拌後的物料投放到長徑比為30:1的雙螺杆擠出機中熔融造粒，擠出機溫度設置為:150°C、170°C、19(rC、190。。、190。。、190。。和 180 0C ο
[0019]產品衝擊強度32kJ/m2，摩擦係數0.116，表面洛氏硬度為81.5，拉伸強度78MPa，斷裂伸長率690% ;紫外光照射2500h後伸長率保持率99%。
實施例5:
按重量份數配比稱取HDPE100份，抗氧劑DSTP0.5份，納米碳酸鈣20份，UV-327為1.5份，ACRl5份，亞磷酸酯0.5份，CPE20份，二硫化四乙基秋蘭姆0.25份，鈦酸酯15份，硬脂酸鉛2份，MBSlO份，氧化鋁3份，石油醚25份，DOP75份，按重量份數配比稱取原料，將鈦酸酯在石油醚中溶解後處理納米碳酸鈣，混合均勻後讓如烘箱中在110°C烘50min除去溶劑，利用振動研磨機分散1.5h後加入剩餘原料，在120°C下攪拌30min，將第二步攪拌後的物料投放到長徑比為30:1的雙螺杆擠出機中熔融造粒，擠出機溫度設置為:150°C、170°C、190 °C >190 °C >190 °C >190 °C 180 0C0
[0020]產品衝擊強度36kJ/m2，摩擦係數0.116，表面洛氏硬度為81.5，拉伸強度80MPa，斷裂伸長率700% ;紫外光照射2500h後伸長率保持率100%。
[0021]以上實施例中的所有組分均可以商業購買。
[0022]上述實施例只是用於對本發明的內容進行闡述，而不是限制，因此在和本發明的權利要求書相當的含義和範圍內的任何改變，都應該認為是包括在權利要求書的範圍內。
【權利要求】
1.一種納米碳酸韓填充HDPE材料,其特徵在於,所述納米碳酸韓填充HDPE材料的原料按重量份數配比如下:HDPE100份，抗氧劑DSTP0.3-0.7份，納米碳酸鈣10_30份，UV-327為0.5-2.5份，ACR10-20份，亞磷酸酯0.2-0.8份，CPE15-25份，二硫化四乙基秋蘭姆0.15-0.35份，鈦酸酯10-20份，硬脂酸鉛1.5-2.5份，抗衝擊改性劑5-15份，氧化鋁1-5份，石油醚20-30份，增塑劑60-90份。
2.根據權利要求1所述的一種納米碳酸鈣填充HDPE材料，其特徵在於，所述納米碳酸鈣填充HDPE材料的原料按重量份數配比如下:HDPE100份，抗氧劑DSTP0.4-0.6份，納米碳酸鈣 15-25 份，UV-327 為 1-2 份，ACR13-17 份，亞磷酸酯 0.3-0.7 份，CPE18-22 份，二硫化四乙基秋蘭姆0.2-0.3份，鈦酸酯12-18份，硬脂酸鉛1.8-2.2份，抗衝擊改性劑7_13份，氧化鋁2-4份，石油醚22-17份，增塑劑70-80份。
3.根據權利要求1所述的一種納米碳酸鈣填充HDPE材料，其特徵在於，所述納米碳酸鈣填充HDPE材料的原料按重量份數配比如下:HDPE100份，抗氧劑DSTP0.5份，納米碳酸鈣20份，UV-327為1.5份，ACRl5份，亞磷酸酯0.5份，CPE20份，二硫化四乙基秋蘭姆0.25份，鈦酸酯15份，硬脂酸鉛2份，抗衝擊改性劑10份，氧化鋁3份，石油醚25份，增塑劑75份。
4.根據權利要求1所述的一種納米碳酸鈣填充HDPE材料，其特徵在於，所述抗衝擊改性劑採用MBS。
5.根據權利要求1所述的一種納米碳酸鈣填充HDPE材料，其特徵在於:所述增塑劑採用 DOP 或 DBP。
6.一種權利要求1所述納米碳酸鈣填充HDPE材料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: 第一步:按重量份數配比稱取原料，將鈦酸酯在石油醚中溶解後處理納米碳酸鈣，混合均勻後讓如烘箱中在100-120°C烘40-60min除去溶劑； 第二步:利用振動研磨機分散l_2h後加入剩餘原料，在110-130°C下攪拌20-40min ； 第三步:將第二步攪拌後的物料投放到長徑比為30:1的雙螺杆擠出機中熔融造粒，擠出機溫度設置為:150°c、170°c、19(rc、19(rc、19(rc、19(rc和 180°C。
【文檔編號】B29C47/92GK104072852SQ201410340570
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】王森賢 申請人:王森賢