本发明涉及复合材料技术领域,具体涉及一种碳酸钙增韧HDPE复合材料及其吹塑产品的制备工艺。
背景技术:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(HDPE)因其优良的力学性能,尺寸稳定性,易于加工、着色、后加工方便等特点而被广泛应用于社会生活各领域,是目前产量最大,应用最广泛的聚合物之一。同时HDPE 具有较高的熔体强度,挤出性能良好的优点。但是却在强度、表面硬度、弯曲弹性模量以及吹塑制品的表面光洁度上都存在着不足。这些缺点,限制了其应用。
技术实现要素:
本发明的目的是为了解决上述问题,提供一种碳酸钙增韧HDPE复合材料及其吹塑产品的制备工艺。
为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
一种碳酸钙增韧HDPE复合材料,按重量份数计包括以下组分:HDPE 70-80份,乙烯-丙烯酸酯共聚物6-9份,异戊二烯5-7份,改性纳米碳酸钙3-5份,马来酸酐接枝聚丙烯2-3份,光稳定剂0.5-0.8份,抗氧剂1-1.5份,相容剂1-2份,润滑剂0.5-1份。
作为优选方案,改性纳米碳酸钙的粒径为15-50nm。
作为优选方案,还包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3-5份。
作为优选方案,还包括阻燃剂2-2.3份。
作为优选方案,所述改性碳酸钙由以下步骤制备而成:
(1)将纳米碳酸钙、三甘醇和水以重量比5:2:1混合,充分分散并研磨2-3h;
(2)然后再加入纳米碳酸钙重量5-8%的磷酸三乙酯和2-3%的马来酸酐,充分分散并研磨1-2h;
(3)将步骤(2)的混合物过滤,然后在50-55℃干燥去除水分,使含水率低于99.5%;
(4)然后加入纳米碳酸钙重量10-20%的聚乙二醇,搅拌研磨0.5-1h,过滤后得到成品。
一种采用上述复合材料的吹塑产品的制备工艺,具体包括以下步骤:
(1)首先,将复合材料的组分按照重量配比加入到吹塑机料斗中,并在料斗中混合均匀并进行共混;然后将共混好的共混物挤出造粒得到共混颗粒;
(2)将步骤(1)得到的共混颗粒加入到吹塑机中吹塑成型得到碳酸钙增韧HDPE复合材料吹塑产品;其中:吹塑机的进料段温度为157-159℃,二段温度为160-162℃,三段温度为163-165℃,四段温度为167-169℃,五段温度为166-168℃,六段温度为163-165℃,七段温度为160-162℃,八段温度为157-159℃,吹塑机的导流段为圆锥形或半单叶双曲面形,挤出机的口模为圆形口模,口模高度为10-30mm,口模宽度为100-3000mm,物料通过口模的速度为13-15m/min,物料通过口模后的冷却速度为15-18℃/min。
本发明与现有技术相比,有益效果是:制备的吹塑产品的缺口冲击强度、表面硬度、弯曲弹性模量和表面光洁度都得到了提高,相关力学性能得到改善,使得HDPE材料能够克服目前的不足,适应更广泛的应用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。
如果无特殊说明,本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料,实施例中所采用的方法,均为本领域的常规方法。
实施例1:
一种碳酸钙增韧HDPE复合材料,按重量份数计包括以下组分:HDPE 70份,乙烯-丙烯酸酯共聚物8份,异戊二烯7份,改性纳米碳酸钙3份,马来酸酐接枝聚丙烯2.5份,光稳定剂0.8份,抗氧剂1份,阻燃剂2.1份,相容剂2份,润滑剂0.5份,甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷4份。
其中,改性纳米碳酸钙的粒径为15-50nm,改性碳酸钙由以下步骤制备而成:
(1)将纳米碳酸钙、三甘醇和水以重量比5:2:1混合,充分分散并研磨2-3h;
(2)然后再加入纳米碳酸钙重量8%的磷酸三乙酯和2%的马来酸酐,充分分散并研磨1-2h;
(3)将步骤(2)的混合物过滤,然后在50-55℃干燥去除水分,使含水率低于99.5%;
(4)然后加入纳米碳酸钙重量15%的聚乙二醇,搅拌研磨0.5-1h,过滤后得到成品。
一种采用上述复合材料的吹塑产品的制备工艺,具体包括以下步骤:
(1)首先,将复合材料的组分按照重量配比,以每份1000g加入到王牌吹塑机(PGLB50L)中,并在吹塑机中混合均匀并进行共混;然后将共混好的共混物挤出造粒得到共混颗粒;
(2)将步骤(1)得到的共混颗粒加入到吹塑机中吹出成型得到碳酸钙增韧HDPE复合材料吹塑制品;其中:吹塑机的进料段温度为157-159℃,二段温度为160-162℃,三段温度为163-165℃,四段温度为167-169℃,五段温度为166-168℃,六段温度为163-165℃,七段温度为160-162℃,八段温度为157-159℃,吹塑机的导流段为圆锥形或半单叶双曲面形,挤出机的口模为圆形口模,口模高度为10mm,口模宽度为100mm,物料通过口模的速度为13m/min,物料通过口模后的冷却速度为18℃/min。
制备的测试样品经测试后,力学数据如下:
拉升屈服应力(纵/横)MPA,37.6/39.1
冲击强度(纵/横)J/M,377/267
球压痕硬度N/MM,96.2
维卡软化温度℃,95.9
尺寸变化率(纵/横)%,-4.39/-0.6
实施例2:
一种碳酸钙增韧HDPE复合材料,按重量份数计包括以下组分:HDPE 78份,乙烯-丙烯酸酯共聚物9份,异戊二烯5份,改性纳米碳酸钙4份,马来酸酐接枝聚丙烯3份,光稳定剂0.5份,抗氧剂1.3份,阻燃剂2.3份,相容剂1份,润滑剂0.7份,甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份。
其中,改性纳米碳酸钙的粒径为15-50nm,改性碳酸钙由以下步骤制备而成:
(1)将纳米碳酸钙、三甘醇和水以重量比5:2:1混合,充分分散并研磨2-3h;
(2)然后再加入纳米碳酸钙重量5%的磷酸三乙酯和2.3%的马来酸酐,充分分散并研磨1-2h;
(3)将步骤(2)的混合物过滤,然后在50-55℃干燥去除水分,使含水率低于99.5%;
(4)然后加入纳米碳酸钙重量20%的聚乙二醇,搅拌研磨0.5-1h,过滤后得到成品。
一种采用上述复合材料的吹塑产品的制备工艺,具体包括以下步骤:
(1)首先,将复合材料的组分按照重量配比,以每份1000g加入到王牌吹塑机(PGLB50L)中,并在挤出机中混合均匀并进行共混;然后将共混好的共混物挤出造粒得到共混颗粒;
(2)将步骤(1)得到的共混颗粒加入到吹塑机中吹塑成型得到碳酸钙增韧HDPE复合材料吹塑制品;其中:吹塑机的进料段温度为157-159℃,二段温度为160-162℃,三段温度为163-165℃,四段温度为167-169℃,五段温度为166-168℃,六段温度为163-165℃,七段温度为160-162℃,八段温度为157-159℃,挤出机的导流段为圆锥形或半单叶双曲面形,挤出机的口模为圆形口模,口模高度为30mm,口模宽度为2000mm,物料通过口模的速度为15m/min,物料通过口模后的冷却速度为16℃/min。
制备的测试样品经测试后,力学数据如下:
拉升屈服应力(纵/横)MPA,37.1/39.3
冲击强度(纵/横)J/M,372/266
球压痕硬度N/MM,95.1
维卡软化温度℃,95.8
尺寸变化率(纵/横)%,-4.35/-0.62
实施例3:
一种碳酸钙增韧HDPE复合材料,按重量份数计包括以下组分:HDPE 80份,乙烯-丙烯酸酯共聚物6份,异戊二烯6份,改性纳米碳酸钙5份,马来酸酐接枝聚丙烯2份,光稳定剂0.6份,抗氧剂1.5份,阻燃剂2份,相容剂1.2份,润滑剂1份,甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷3份。
其中,改性纳米碳酸钙的粒径为15-50nm,改性碳酸钙由以下步骤制备而成:
(1)将纳米碳酸钙、三甘醇和水以重量比5:2:1混合,充分分散并研磨2-3h;
(2)然后再加入纳米碳酸钙重量7%的磷酸三乙酯和3%的马来酸酐,充分分散并研磨1-2h;
(3)将步骤(2)的混合物过滤,然后在50-55℃干燥去除水分,使含水率低于99.5%;
(4)然后加入纳米碳酸钙重量10%的聚乙二醇,搅拌研磨0.5-1h,过滤后得到成品。
一种采用上述复合材料的吹塑产品的制备工艺,具体包括以下步骤:
(1)首先,将复合材料的组分按照重量配比,以每份1000g加入到王牌吹塑机(PGLB50L)中,并在吹塑机中混合均匀并进行共混;然后将共混好的共混物挤出造粒得到共混颗粒;
(2)将步骤(1)得到的共混颗粒加入到吹塑机中挤出成型得到碳酸钙增韧HDPE复合材料吹塑制品;其中:吹塑机的进料段温度为157-159℃,二段温度为160-162℃,三段温度为163-165℃,四段温度为167-169℃,五段温度为166-168℃,六段温度为163-165℃,七段温度为160-162℃,八段温度为157-159℃,吹塑机的导流段为圆锥形或半单叶双曲面形,挤出机的口模为圆形口模,口模高度为30mm,口模宽度为3000mm,物料通过口模的速度为14m/min,物料通过口模后的冷却速度为15℃/min。
制备的测试样品经测试后,力学数据如下:
拉升屈服应力(纵/横)MPA,37.5/39.6
冲击强度(纵/横)J/M,375/269
球压痕硬度N/MM,95.8
维卡软化温度℃,96.1
尺寸变化率(纵/横)%,-4.29/-0.60。