一种新型高强复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料技术领域，具体属于一种聚乙烯结构性复合材料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来材料技术作为国家科技发展规划中关键的领域之一，是现代工业的关键技 术。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观） 上组成具有新性能的材料，在航天航空、船舶、汽车工业及化工、纺织和机械制造，甚至于军 事领域上均有广泛的应用。随着我国国民经济的高速发展，各行各业对于复合材料的应用 投入大量增加，使得目前现有的复合材料品种、规格、性能等远不能满足发展需求。研制高 性能复合材料，使其应用范围内的产品具有更高的安全性、可靠性、环境适应性，提升维修 性、测试性和保障性，已成为新材料研究的必然趋势。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对上面所述缺陷，提供一种可同时提高材料的刚性、韧性以及 耐环境应力开裂性，且同时具有较好的耐磨性、耐环境应力开裂性耐热性和刚性、抗静电 性、降解性、阻燃性等性能的新型高强复合材料。
[0004] 本发明的另一目的是提供一种新型高强复合材料的制备方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的。
[0006]-种新型高强复合材料，其特征在于，由以下重量份的材料制成：线性低密度聚乙 烯LLDPE100重量份、高密度聚乙烯HDPE2_10重量份、聚酰胺PA(尼龙）1_5重量份、 强氧化剂0.1-2重量份、PE淀粉1-5重量份、炭黑1-8重量份、阻燃剂1-5重量份。
[0007] 优选的，所述新型高强复合材料由以下重量份的材料制成：性低密度聚乙烯 LLDPE100重量份、高密度聚乙烯HDPE8重量份、尼龙日本宇部PLX-19 4重量份、强氧 化剂1重量份、PE淀粉3重量份、炭黑4重量份、阻燃剂3重量份。
[0008] 所述线性低密度聚乙烯LLDPE熔体流动速率2-15g/10min，密度0.925-0. 940g/ cm3 ;高密度聚乙烯HDPE熔体流动速率2-15g/10min，密度0.940-0. 960g/cm3 ;尼龙日本 宇部PLX-19密度1. 08-1. 24g/cm3，分子量为15000-30000 ;用作交联剂的强氧化剂为有 机过氧化物过氧化二异丙苯；阻燃剂为添加型无机阻燃剂氢氧化镁。
[0009]-种新型高强复合材料的制备方法，其特征在于，由下列步骤制成：先将线性低密 度聚乙烯与高密度聚乙烯、尼龙与氧化剂交联共聚改性，然后加入PE淀粉、炭黑、阻燃剂用 挤出造粒的方法得到该复合材料。
[0010] 优选的，一种新型高强复合材料的制备方法由下列步骤制成：先将线性低密度聚 乙烯100重量份与高密度聚乙烯8重量份、尼龙日本宇部PLX-19 4重量份与氧化剂 1重量份交联共聚改性，再将PE淀粉3重量份、炭黑4重量份、阻燃剂3重量份加入高速 混合机，然后在温度170_220°C条件下用造粒机挤出造粒，即得到该高强复合材料。
[0011] 所述线性低密度聚乙烯LLDPE熔体流动速率2-15g/10min，密度0.925-0. 940g/ cm3 ;高密度聚乙烯HDPE熔体流动速率2-15g/10min，密度0.940-0. 960g/cm3 ;尼龙日本 宇部PLX-19密度1. 08-1. 24g/cm3，分子量为15000-30000 ;用作交联剂的强氧化剂为有 机过氧化物过氧化二异丙苯；阻燃剂为添加型无机阻燃剂氢氧化镁。
[0012] 其中，PE淀粉、炭黑、阻燃剂添加重量份不大于优选方案时，可以加入添加剂，如有 机或无机填料、抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、发泡剂、着色剂，所加量不影响本发明 目的。
[0013] 本发明的有益效果是：本发明综合使用性能优异，可同时提高材料的刚性、韧性以 及耐环境应力开裂性。具有优良的机械加工性能，流动性、热稳定性、抗冲击性较好，同时具 有较好的耐磨性、耐环境应力开裂性、耐热性和刚性、抗静电性、降解性、阻燃性等性能。具 体优点如下： 1、线性低密度聚乙烯LLDPE与高密度聚乙烯HDPE共聚改性：增强耐磨性。
[0014] 低密度LLDPE较柔软，强度低；高密度HDPE强度大，韧性较差，两者共混，可取长 补短，制得硬度相异的PE材料。LLDPE共混体系中加入HDPE，则由于LLDPE与HDPE部分共 晶，而达到改善其性能的目的。
[0015] 2、LLDPE与聚酰胺PA化学交联改性：增强油类阻隔性。
[0016] 将PA掺入LLDPE可提高LLDPE对氧及烃类溶剂的阻隔性。但由于分子结构的差 异，PA与LLDPE的相容性差，通过化学交联改性使LLDPE的物理力学强度大大提高，并显著 改善其耐环境应力开裂性、耐腐蚀性、抗蠕变性及耐候性，增强LLDPE与PA的界面相互作 用，从而拓宽其应用范围。由过氧化物或偶氮化合物分解所产生的自由基与LLDPE分子中 不饱和点生成活跃中心，通过单体把这些活跃中心连结起来就成为化学交联聚乙烯。化学 交联所用的交联剂为有过氧化物过氧化二异丙苯，它的作用就是改变分子链结构，从而改 善LLDPE性能。
[0017] 3、生物降解聚乙烯：增加可降解性。
[0018] 将淀粉经变性处理后加入LLDPE中可制得淀粉塑料，埋入土壤后由于淀粉的存 在，具有微生物可降解性。PE/淀粉降解塑料不但可以直接作为碳源被微生物利用，并能为 微生物次代谢物所腐蚀。
[0019] 4、导电聚乙烯：增加导电性。
[0020] 绝缘的LLDPE与导电填料(如炭黑、金属粉）复合可得导电性新型功能材料。这类 材料具有重要的理论研究价值，而且在抗静电、导电、自由控制面发热体、电磁屏蔽等诸多 领域有极为广泛的应用前景。
[0021] 5、阻燃聚乙烯：增加阻燃性。
[0022] 将无机填料氢氧化镁Mg(0H)2添加在LLDPE中可使产品具有阻燃作用。氢氧化镁 Mg(0H) 2在340°C以上便发生分解，生成氧化镁和水，吸收燃烧物表面的热量。生成大量的 水分有稀释和隔绝燃烧物表面空气(氧气）的作用，分解生成的活性氧化镁固体则是耐高温 物质，附著于可燃物表面进一步阻止燃烧的进行。氢氧化镁分解时不产生腐蚀性和有毒气 体，而且它呈碱性，可以吸收和中和燃烧稀释放出的酸性气体如二氧化碳、二氧化硫和氮氧 化物，分解生产的活性氧化镁也可以吸收燃烧时产生的有害其他、烟雾和未完全燃烧的融 化残留物，消除烟雾，使熔滴的产生过程停止，从而达到阻燃的目