核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂60%～80%、无机刚性粒子8%～12%、二异氰酸酯0.5%～2%、乙二醇1%～4%、阻燃剂8%～20%、抗静电母粒3%～5%、相容剂2%～6%、光稳定剂0.5%～2%、主抗氧剂0.1%～0.8%、辅抗氧剂0.1%～0.4%、分散剂0.1%～1%。本发明采用二异氰酸酯与乙二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体包覆在无机刚性粒子表面，形成以无机刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其发挥各自优点和良好的协同增强增韧效果，同时所得制品的抗静电效果好，阻燃效能高，达到UL94-0阻燃级标准，还能够较好地避免易老化等问题。
【专利说明】 核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，具体地说是一种核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末。
【背景技术】
[0002]聚乙烯(PE)价格低廉，成型加工容易，而且具有许多优良性能，因而需求量大，应用面广，但其耐有机溶剂和抗静电性能不好、冲击韧性不足、易燃烧等缺点限制它的应用范围，而且聚乙烯较易老化，特别是在光照或在受热的情况下老化的速度更快，故而改善聚乙烯耐老化性能具有非常重要意义，同时聚乙烯用作电绝缘材料时，其表面容易产生静电，给实际生产带来安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯树脂60%?80%、无机刚性粒子8%?12%、二异氰酸酯0.5%?2%、乙二醇1%?4%、阻燃剂8%?20%、抗静电母粒3%?5%、相容剂2%?6%、光稳定剂0.5%?2%、主抗氧剂0.1%?0.8%、辅抗氧剂0.1%?0.4%、分散剂0.1% ?1%。
[0005]所述的无机刚性粒子为粒子在0.01 μ m?20 μπι之间的碳酸钙、二氧化硅、滑石粉、硅藻土、蒙脱土、高岭土和硫酸钡中的一种。
[0006]所述的阻燃剂为四溴双酚A碳酸酯齐聚物。
[0007]所述的抗静电母粒为由聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS)25wt%和季戍四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗静电母粒。
[0008]所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)0
[0009]所述的光稳定剂为受阻胺类高分子光稳定剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂、双(3，5- 二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍中的一种。
[0010]所述的主抗氧剂为四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β- (3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。
[0011 ] 所述的辅抗氧剂为亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯或双(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
[0012]所述的分散剂为TAS-2A分散剂。
[0013]上述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末的制备方法，包括以下步骤:
(I)制备抗静电母粒:按重量称取聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS)25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10?30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；
(2)将按重量配比称取的无机刚性粒子和乙二醇加入料筒温度为25V?70°C混合机中低速搅拌5?15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆；
(3)然后在混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、阻燃剂、抗静电母粒、相容齐U、光稳定剂、主抗氧剂、辅抗氧剂和分散剂，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10?30分钟；
(4)再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150°C?200°C，螺杆转速为120?600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10?15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，然后通过塑料粉碎机碎成细粉并过筛，取180?200目的组成即得本发明的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末。
[0014]本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与乙二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体包覆在无机刚性粒子表面，形成以无机刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其发挥各自优点和良好的协同增强增韧效果，而且加工性能好，成本低，处理工艺简单；同时所得制品的抗静电效果好(表面电阻率可达18?111 Ω.πι)，阻燃效能高(氧指数为32以上)，达到UL94-0阻燃级标准，还能够较好地避免易老化等问题，具有较好的实用价值和应用前景。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0016]实施例1:
一种核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯树脂62%、粒子在0.01 μ m?20 μ m之间的碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、乙二醇2%、四溴双酚A碳酸酯齐聚物15%、抗静电母粒4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA) 3%、受阻胺类高分子光稳定剂1.2%、四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5%、亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯0.3%、TAS-2A分散剂0.5%。所述的抗静电母粒为由聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS)25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗静电母粒。
[0017]制备方法:(I)制备抗静电母粒:按重量称取聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS) 25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10?30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；(2)将按重量配比称取的粒子在0.01 μ m?20 μ m之间的碳酸钙和乙二醇加入料筒温度为25 V?70°C混合机中低速搅拌5?15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆；(3)然后在混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、四溴双酚A碳酸酯齐聚物、抗静电母粒、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、受阻胺类高分子光稳定剂、四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯和TAS-2A分散剂，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10?30分钟；(4)再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150°C?200°C，螺杆转速为120?600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10?15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，然后通过塑料粉碎机碎成细粉并过筛，取180?200目的组成即得本发明的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末。
[0018]实施例2:
一种核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯树脂70%、粒子在0.01 μ m?20 μ m之间的滑石粉8%、二异氰酸酯1%、乙二醇2%、四溴双酚A碳酸酯齐聚物10%、抗静电母粒4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA) 3%、二苯甲酮类紫外线吸收剂1%、β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯0.4%、双(2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯0.2%、TAS-2A分散剂0.4%。所述的抗静电母粒为由聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS)25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗静电母粒。
[0019]制备方法:(I)制备抗静电母粒:按重量称取聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS) 25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10?30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；(2)将按重量配比称取的粒子在0.01 μ m?20 μ m之间的滑石粉和乙二醇加入料筒温度为25 V?70°C混合机中低速搅拌5?15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆；(3)然后在混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、四溴双酚A碳酸酯齐聚物、抗静电母粒、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、二苯甲酮类紫外线吸收剂、β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、双(2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和TAS-2A分散剂，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10?30分钟；(4)再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150°C?200°C，螺杆转速为120?600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10?15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，然后通过塑料粉碎机碎成细粉并过筛，取180?200目的组成即得本发明的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末。
【权利要求】
1.一种核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:聚乙烯树脂60%?80%、无机刚性粒子8%?12%、二异氰酸酯0.5%?2%、乙二醇1%?4%、阻燃剂8%?20%、抗静电母粒3%?5%、相容剂2%?6%、光稳定剂0.5%?2%、主抗氧剂0.1%?0.8%、辅抗氧剂0.1%?0.4%、分散剂0.1%?1%。
2.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的无机刚性粒子为粒子在0.01 μ m?20 μ m之间的碳酸钙、二氧化硅、滑石粉、硅藻土、蒙脱土、高岭土和硫酸钡中的一种。
3.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的阻燃剂为四溴双酚A碳酸酯齐聚物。
4.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的抗静电母粒为由聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS) 25wt%和季戍四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗静电母粒。
5.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)。
6.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的光稳定剂为受阻胺类高分子光稳定剂、苯并三唑类紫外线吸收剂、二苯甲酮类紫外线吸收剂、双(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍中的一种。
7.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的主抗氧剂为四[β_(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(3，5- 二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸十八碳醇酯。
8.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的辅抗氧剂为亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯或双(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
9.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的分散剂为TAS-2A分散剂。
10.根据权利要求1所述的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)制备抗静电母粒:按重量称取聚乙烯树脂基体70wt%、硬脂酸单甘酯(GMS)25wt°/c^P季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10?30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用； (2)将按重量配比称取的无机刚性粒子和乙二醇加入料筒温度为25°C?70°C混合机中低速搅拌5?15分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆； (3)然后在混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、阻燃剂、抗静电母粒、相容齐U、光稳定剂、主抗氧剂、辅抗氧剂和分散剂，在不低于3000转/分钟的转速下搅拌10?30分钟； (4)再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150°C?200°C，螺杆转速为120?600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10?15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥，然后通过塑料粉碎机碎成细粉并过筛，取180?200目的组成即得本发明的核壳结构增韧和具有阻燃抗静电耐老化聚乙烯粉末。
【文档编号】C08J3/22GK104419051SQ201310399519
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】不公告发明人 申请人:青岛欣展塑胶有限公司