一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的快速进步，各种新的材料被应用到了生活及工业领域。碳纤维(CF)是先进复合材料中最重要最先进的增强材料之一，由于具有高强度、高比模量、优异的热物理性能、化学稳定性能和阻尼减震降噪性能，其与树脂、橡胶、陶瓷、玻璃、金属复合后可制作各种结构材料和绝热材料，应用于宇航的火箭、卫星、导弹、飞机等高技术领域，在汽车、机械、化工、体育、医疗等行业的用途也日益扩大。高密度聚乙烯(PE.HD)是一种结晶度高、非极性、价格低廉的通用热塑性树脂。PE-HD具有优良的成型加工性能，能耐大多数化学药品，不吸湿并具有良好的防水蒸气性，可用作包装材料，在常温甚至在_40°C低温下均具有极好的耐冲击性。但PE-HD受强度较低、硬度低、耐环境应力开裂性能差等限制，不能广泛用作结构材料。
【发明内容】
[0003]本发明旨在解决上述问题，提供一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法。
[0004]一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(O首先，用偶联剂溶液避光混合浸润HGB Ih;然后滤掉处理液，再用等离子水淋洗3-5次；烘干后冷却备用；
(2)将PE-HD置于开放式塑炼机中混合，直至PE-HD完全包裹在辊筒上呈透明状时，力口ACF ；
(3)约1min之后添加HGB，再进行混合1min;在塑炼中对包辊物料实行切割和翻滚，使物料交叉叠合、重新分配，待料片色泽均匀、表面光滑时，减小辊距，薄通4~5次，拉片下辊，将片料用粉碎机粉碎成粒料。
[0005]本发明所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述偶联剂为KH-560溶液。
[0006]本发明所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(I)中所述烘干温度为80°C。
[0007]本发明所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述混合时间为lOmin。
[0008]本发明所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述塑炼机的辊距l~2mm，温度135-145°C，两辊间存在温差3~5°C。
[0009]本发明所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，通过对制备工艺的改进，使得制得的复合材料获得了较好的力学性能，使其具阻燃性、电绝缘性得到提高，且原料价格低廉，过程简单易于操作，具有极大的市场价值。
【具体实施方式】
[0010]一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤:
(O首先，用偶联剂溶液避光混合浸润HGB Ih;然后滤掉处理液，再用等离子水淋洗3-5次；烘干后冷却备用；
(2)将PE-HD置于开放式塑炼机中混合，直至PE-HD完全包裹在辊筒上呈透明状时，力口ACF ；
(3)约1min之后添加HGB，再进行混合1min;在塑炼中对包辊物料实行切割和翻滚，使物料交叉叠合、重新分配，待料片色泽均匀、表面光滑时，减小辊距，薄通4~5次，拉片下辊，将片料用粉碎机粉碎成粒料。
[0011]本发明所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，步骤(I)中所述偶联剂为KH-560溶液。步骤(I)中所述烘干温度为80°C。步骤(2)中所述混合时间为lOmin。步骤(2)中所述塑炼机的辊距l~2mm，温度135_145°C，两辊间存在温差3~5°C。随CF用量的增加，复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量逐渐增大。当CF用量达到2份时，复合材料弯曲强度和弯曲弹性模量达到最大，其值分别为66.44和6208.32MPa，较纯PE-HD分别提高约210.47%和733.94%。同时可知，CF用量在15-20份时，弯曲性能增大趋势最为明显。随CF用量的增加，复合材料缺口冲击强度逐渐降低，当CF用量为25份时最低，由8.75kJ /m2下降至7.19kJ / m2，下降了 17.83%。因为CF分布在PE-HD中，严重影响了 PE-HD整体的规整性，基体连续性变差，易出现应力集中，导致冲击性能下降。随着HGB用量的增加，三元复合材料的拉伸和弯曲强度先升高后降低。当HGB用量为10份时，三元复合材料的拉伸强度达到最大，为46.98MPa，较纯PE-HD提高了 76.48%，较未加HGB时的PE-HD / CF复合材料提高了 7.19%。弯曲强度同样在HGB用量为10份时达到最大，为45.69 MPa，较纯PE-HD提高了 113.5%，较未加HGB时的PE-HD / CF复合材料提高了 4.17%。较少的HGB在PE-HD / CF体系中的分布稀疏，与体系的混合均匀程度较差，因此影响三者之间的界面结合性能，当材料受到外力作用时，刚性粒子在基体中不会发生形变、破坏等，因而不能吸收冲击能量，从而使复合材料的冲击性能变差。HGB粒子在基体中受到应力发生形变、破坏等，从而吸收冲击能量，提高冲击性能。同时，随着HGB用量的增加，HGB在基体中分散均匀，其周围的树脂基体相当于在均匀分散的HGB粒子周围嵌入了具有良好界面结合和一定厚度的柔性界面相，以便在材料经受破坏时既能引发银纹，终止裂缝扩展，同时在一定形态结构下引发基体的剪切屈服，从而消耗大量的冲击能量，又能较好地传递所承受的外力，达到既增强又增韧的目的。HGB的加入会影响PE-HD的结晶情况，其机理是HGB细化了 PE-HD的晶粒。这也是HGB能够提高复合材料拉伸和弯曲强度的原因之一。
【主权项】
1.一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (O首先，用偶联剂溶液避光混合浸润HGB Ih ;然后滤掉处理液，再用等离子水淋洗3-5次；烘干后冷却备用； (2)将PE-HD置于开放式塑炼机中混合，直至PE-HD完全包裹在辊筒上呈透明状时，力口ACF ； (3)约1min之后添加HGB，再进行混合1min;在塑炼中对包辊物料实行切割和翻滚，使物料交叉叠合、重新分配，待料片色泽均匀、表面光滑时，减小辊距，薄通4~5次，拉片下辊，将片料用粉碎机粉碎成粒料。
2.如权利要求1所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(O中所述偶联剂为KH-560溶液。
3.如权利要求1所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述烘干温度为80°C。
4.如权利要求1所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述混合时间为lOmin。
5.如权利要求1所述的一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述塑炼机的辊距l~2mm，温度135_145°C，两辊间存在温差3~5°C。
【专利摘要】一种高密度聚乙烯三元复合材料的制备方法，属于材料制备领域.其特征在于包括如下步骤：用偶联剂溶液避光混合浸润HGB；然后滤掉处理液，再用等离子水淋洗；烘干后备用；将PE-HD置于开放式塑炼机中混合，直至呈透明状时加入CF；之后添加HGB再进行混合；在塑炼中对包辊物料实行切割和翻滚，使物料交叉叠合、重新分配，待料片色泽均匀、表面光滑时，减小辊距，拉片下辊，将片料用粉碎机粉碎成粒料。通过对制备工艺的改进，使得制得的复合材料获得了较好的力学性能，使其具阻燃性、电绝缘性得到提高，且原料价格低廉，过程简单易于操作，具有极大的市场价值。
【IPC分类】C08K13-06, C08L23-06, B29B9-02, C08K9-06, C08K7-06
【公开号】CN104650437
【申请号】CN201410739113
【发明人】张俊双
【申请人】张俊双
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月8日