本发明涉及聚乙烯中空加工领域，具体涉及一种燃料油桶用聚乙烯组合物及其制备方法。
背景技术：
燃料油桶通常有金属和塑料两种。制造金属燃料油桶需裁剪、冲压、焊接、喷漆等工序，而塑料燃料油桶包括附件可以采用中空吹塑一次成型，具有工艺简便、效率高、生产周期短的优点，并且成本可降低1/3。塑料燃料油桶要取代金属燃料油桶，需要具有耐冲击、不易渗漏、阻燃、防静电等性能。
中空吹塑成型塑料燃料油桶的材料之一为高密度聚乙烯。用于生产燃料油桶的HDPE，一般要求具有较高的分子量，以保证产品较好的刚性和抗蠕变性，同时还需具有耐冲击、耐腐蚀、耐环境应力开裂、阻隔、抗静电等优良性能以及较好的加工性能。HDPE为高电阻率绝缘材料，在其加工和使用过程中容易产生静电积累，造成静电吸尘乃至静电放电等不良现象。燃料油桶内盛装易燃油品，静电放电易引发燃烧甚至爆炸。因此，生产燃料油桶的HDPE树脂，必须具有良好的抗静电性能。
在HDPE中加入抗静电剂是常用手段。使HDPE的表面电阻率由纯料的1014Ω降为1010Ω，至少需要添加10％-30％的抗静电剂，这样不仅增加了材料成本，还由于大量抗静电剂的添加，降低了材料的力学性能。因此，有必要对抗静电剂的添加效果和用量进行研究，研制出一种低成本的长效抗静电HDPE组合物。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种燃料油桶用聚乙烯组合物及其制备方法，燃料油桶的聚乙烯组合物为中空成型，具有永久抗静电性能，并保证材料的力学性能。
本发明所述的一种燃料油桶用聚乙烯组合物，由以下重量份数的原料组成：
HDPE树脂：100份，抗静电剂：2～8份、邻苯二甲酸二(十一烷基)酯：0.01～0.1份、SiO2：0.02～1.0份、Si3N4：0.02～0.5份。
所述HDPE树脂熔体质量流动速率为3.0～14.0g/10min，密度为0.940～0.955g/cm3，所述HDPE树脂熔体质量流动速率优选4.0～8.0g/10min，HDPE树脂密度优选0.943～0.947g/cm3。
所述HDPE树脂为乙烯和己烯‐1的共聚物。
所述HDPE树脂重均分子量为27‐28万，分子量分布Mw/Mn为20～22。
所述抗静电剂为永久性抗静电剂。抗静电剂优选IPE、AS500或P18，IPE生产厂家为芬 兰艾昂飞公司，AS500的生产厂家为杜邦集团有限公司，P18的生产厂家为巴斯夫(中国)有限公司。
所述邻苯二甲酸二(十一烷基)酯质量份数为0.03～0.05份；所述SiO2质量份数为0.04～0.6份；所述Si3N4质量份数为0.02～0.3份。
所述SiO2为轻质纳米粉体。
所述Si3N4粒径为0.05～0.6μm。
SiO2与Si3N4质量比为2～3：1。
燃料油桶用聚乙烯组合物的制备方法，步骤如下：
(1)将SiO2、Si3N4在100-110℃的真空烘箱中干燥7-9小时；
(2)在邻苯二甲酸二(十一烷基)酯中，加入丙酮、白油、酒精、聚乙烯蜡的低分子有机溶剂中的一种或几种，稀释邻苯二甲酸二(十一烷基)酯，稀释后邻苯二甲酸二(十一烷基)酯的质量含量为10％；
(3)在干燥后的SiO2和Si3N4中，加入稀释后的邻苯二甲酸二(十一烷基)酯溶液，在500-600rpm搅拌速度下混合5～10min；
(4)将步骤(3)中的物料加入HDPE，在500-600rpm搅拌速度下混合3～5min，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出、造粒；
挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为200-300rpm。
(5)将步骤(4)制得的粒料与抗静电剂混合即得产品。
通常，无机填料、润滑剂、弹性体会使抗静电剂的抗静电效果变差，但这些物质会给材料带来收缩率降低、模量增加等方面的有益效果。本发明SiO2、Si3N4用邻苯二甲酸二(十一烷基)酯处理后，和抗静电剂有协同作用，加入少量抗静电剂就可产生较好的抗静电效果。市售抗静电剂母粒的推荐使用量为15％～30％，本发明中仅用3％～8％，就达到很好的抗静电效果。
抗静电剂的加入会影响HDPE的力学性能，HDPE的力学性能，随抗静电剂加入量的增加而下降。本发明研制的HDPE组合物，很好的保持了HDPE的优良力学性能。
本发明中所使用的原料均为市售。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明燃料油桶的聚乙烯组合物及其制备方法，燃料油桶的聚乙烯组合物为中空成型。本发明在HDPE中加入少量的抗静电剂，实现了优良的抗静电效果，具有永久抗静电性能，并保证了材料的力学性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1-4
实施例1-4的原料组成如表1。
表1 实施例1-4的原料组成
实施例1-4中，燃料油桶用聚乙烯组合物的制备方法，步骤如下：
(1)将SiO2、Si3N4在100℃的真空烘箱中干燥8小时；
(2)在邻苯二甲酸二(十一烷基)酯中，加入丙酮、白油、酒精、聚乙烯蜡的低分子有机溶剂中的一种或几种，稀释邻苯二甲酸二(十一烷基)酯，稀释后邻苯二甲酸二(十一烷基)酯的质量含量为10％；
(3)在干燥后的SiO2和Si3N4中，加入稀释后的邻苯二甲酸二(十一烷基)酯溶液，在500rpm搅拌混合10min；
(4)将步骤(3)中的物料加入HDPE，500rpm搅拌混合5min，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出、造粒；
挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为300rpm。
(5)将步骤(4)制得的粒料与抗静电剂混合即得产品。
所述HDPE树脂重均分子量为27万，分子量分布Mw/Mn为22。
所述SiO2为轻质纳米粉体。
实施例1-4的原料及其产品性能表征如表2。
表2 实施例1-4的原料及其产品性能表征
实施例5-8
实施例5-8的原料组成如表3。
表3 实施例5-8的原料组成
实施例5-8中，燃料油桶用聚乙烯组合物的制备方法，步骤如下：
(1)将SiO2、Si3N4在110℃的真空烘箱中干燥7小时；
(2)在邻苯二甲酸二(十一烷基)酯中，加入丙酮、白油、酒精、聚乙烯蜡的低分子有机溶剂中的一种或几种，稀释邻苯二甲酸二(十一烷基)酯，稀释后邻苯二甲酸二(十一烷基)酯的质量含量为10％；
(3)在干燥后的SiO2和Si3N4中，加入稀释后的邻苯二甲酸二(十一烷基)酯溶液，在600rpm搅拌速度下混合5min；
(4)将步骤(3)中的物料加入HDPE，在600rpm搅拌速度下混合3min，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出、造粒；
挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为200rpm。
(5)将步骤(4)制得的粒料与抗静电剂混合即得产品。
所述HDPE树脂重均分子量为28万，分子量分布Mw/Mn为23。
所述SiO2为轻质纳米粉体。
实施例5-8的原料及其产品性能表征如表4。
表4 实施例5-8的原料及其产品性能表征
实施例9-12
实施例9-12的原料组成如表5。
表5 实施例9-12的原料组成
实施例9-12中，燃料油桶用聚乙烯组合物的制备方法，步骤如下：
(1)将SiO2、Si3N4在105℃的真空烘箱中干燥8小时；
(2)在邻苯二甲酸二(十一烷基)酯中，加入丙酮、白油、酒精、聚乙烯蜡的低分子有机溶剂中的一种或几种，稀释邻苯二甲酸二(十一烷基)酯，稀释后邻苯二甲酸二(十一烷基)酯的质量含量为10％；
(3)在干燥后的SiO2和Si3N4中，加入稀释后的邻苯二甲酸二(十一烷基)酯溶液，在 550rpm搅拌速度下混合8min；
(4)将步骤(3)中的物料加入HDPE，在550rpm搅拌速度下混合4min，将混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中，熔融、塑化、挤出、造粒；
挤出机各区温度为170℃、180℃、200℃、220℃、230℃、210℃，螺杆转速为250rpm。
(5)将步骤(4)制得的粒料与抗静电剂混合即得产品。
所述HDPE树脂重均分子量为28万，分子量分布Mw/Mn为23。
所述SiO2为轻质纳米粉体。
实施例9-12的原料及其产品性能表征如表6。
表6 实施例9-12的原料及其产品性能表征
对比例1-4
对比例1-4的原料组成如表7。
表7 对比例1-4的原料组成
对比例1-4的制备方法与实施例1的制备方法相同。
对比例1-4的原料及其产品性能表征如表8。
表8 对比例1-4的原料及其产品性能表征
对比例5-9
对比例5-9的原料组成如表9。
表9 对比例5-9的原料组成
对比例5-9的制备方法与实施例6的制备方法相同。
对比例5-9原料及其产品性能表征如表10。
表10 对比例5-9原料及其产品性能表征