本发明涉及功能性母料领域，具体涉及一种用于强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒。
背景技术：
：聚乙烯(PE)是经乙烯聚合制得的一种热塑性树脂，无臭、无毒、手感似蜡，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，而且电绝缘性优良，用途十分广泛，可用于制作薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，也可用于电视、雷达等所需的高频绝缘材料。但是聚乙烯的耐环境应力的能力不强，容易发生环境应力开裂，包括溶剂银纹、非溶剂引起的开裂、热应力开裂以及氧化应力开裂，造成聚乙烯树脂制品的失效。中国专利CN201410569881.9，一种高密度聚乙烯产品的制备方法，公布日期2016年5月18日，公开了一种利用乙烯单体与丙烯单体或1-丁烯单体分三阶段连续聚合制备聚乙烯树脂的方法，得到多峰分子量分布的聚乙烯产品。但是该产品的抗环境应力的能力相对普通聚乙烯树脂提升有限，不适用于对抗环境应力要求较高的场合中。母粒是将超常量改性化学助剂均匀负载在载体树脂中而得到的粒状聚集体。将母粒添加加在目标树脂中，母粒的分散效果好使目标树脂性能均匀，母粒的载体树脂与目标树脂的相容性好，母粒的使用安全、功能全面。技术实现要素：针对聚乙烯的耐环境应力的能力弱使聚乙烯树脂制品容易因环境应力开裂而失效的问题，本发明的目的在于提供一种用于提高聚乙烯树脂的耐环境应力的功能母粒，添加到聚乙烯树脂中可以显著提高聚乙烯树脂的耐环境应力，降低聚乙烯树脂制品出现环境应力开裂的现象发生，而且添加后分散均匀，所得树脂性能均匀。本发明提供如下的技术方案：一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒，由以下重量份的组份制备而成：载体树脂100～120份、ABS树脂20～50份、交联剂1～4份、石墨烯纤维5～10份、红柱石粉6～8份、纳米氧化钇2～3份、纳米氧化镁2～3份、纳米氧化钼1～3份、紫外线吸收剂UV-P0.8～1.5份、抗氧化剂10100.6～1份、偶联剂0.5～1份、分散剂0.6～1份，其中载体树脂为聚乙烯树脂。本发明的强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒，采用聚乙烯树脂作为载体树脂，使功能母粒添加到聚乙烯中与聚乙烯的相容性好，保证添加后聚乙烯性能均匀。ABS树脂是经丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体聚合得到的聚合树脂，丙烯腈使ABS具有较好的化学稳定性和表面硬度，丁二烯使ABS具有橡胶体的韧性和抗冲击性能，苯乙烯使ABS具有良好的加工流动性，从而使ABS树脂具有良好的耐环境应力特性。ABS树脂跟随功能母粒添加到聚乙烯树脂中使ABS树脂与聚乙烯共混交联，改善聚乙烯的树脂结构，同时作为增强剂提升聚乙烯的耐环境应力。石墨烯纤维具有良好的韧性、强度及抗温度影响的特性，红柱石具有良好的体积膨胀稳定性，能耐骤冷骤热，而且抗热冲击和机械强度大，而纳米氧化镁、纳米氧化钼和纳米氧化钇均匀分散能够提升聚乙烯树脂的强度、抗外界力作用，阻止聚乙烯内部结构的破坏，从而协同ABS树脂强化聚乙烯的耐环境应力。紫外线吸收剂和抗氧化剂可以有效增强聚乙烯的耐候性、耐氧化性，减缓聚乙烯树脂老化过程，提升聚乙烯树脂的耐环境应力能力。作为本发明的一种改进，所述交联剂为氧化锌、三氧甲基硅烷、醋酸锌或异丙醇铝中的一种。交联剂可以提高ABS树脂与聚乙烯树脂之间的共混交联程度，紧密化聚乙烯树脂内部的网状交联结构。氧化锌、三氧甲基硅烷、醋酸锌以及异丙醇铝的性能稳定、用量少，能够有效提升树脂的耐热性、机械强度。作为本发明的一种改进，所述偶联剂为乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂中的一种。偶联剂可以有效改善聚乙烯、ABS树脂与石墨烯纤维、红柱石、纳米氧化镁、纳米氧化钼和纳米氧化钇之间的界面性能，分散效果以及与树脂之间的粘合性，提高树脂的耐候性和机械性能。作为本发明的一种改进，所述分散剂为氧化聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸钙中的一种。分散剂使石墨烯纤维、红柱石、纳米氧化镁、纳米氧化钼和纳米氧化钇分散均匀，避免出现团结现象，同时具有良好的润滑效果。一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将重量份的各原料组份混合搅拌均匀；(2)保持螺杆造粒机的搅拌速度80～100r/min、各段温度处于135～200℃内，将混合物料投入螺杆造粒机中挤出成粒；(3)将所得颗粒在110～140℃下通风干燥1～3小时；(4)将干燥后的颗粒经-15目～+18目的筛网过筛。将原料在投料前搅拌均匀保证功能母粒性能一致。螺杆造粒机的搅拌速度80～100r/min、各段温度处于135～200℃内挤出的颗粒的成分均匀，保证生产的稳定。经进一步风吹干燥后使颗粒表面结构均匀稳定，确保颗粒的功能稳定，便于长期存放。经筛网过筛的颗粒既保证功能母粒的粒径均匀分散，又避免出现粒径过大造成功能母粒添加到聚乙烯中的熔融分散效果受到影响。作为本发明的一种改进，步骤(2)中螺杆造粒机各段的温度分别为：一段135～150℃、二段150～165℃、三段165～180℃、四段180～190℃、五段190～195℃、六段195～200℃，模头温度为190～195℃。通过设定螺杆造粒机的各段的操作温度逐渐上升，使物料均匀混合并逐渐熔融，保证功能母粒的性能稳定。作为本发明的一种改进，所述螺杆造粒机的长径比为10～14。螺杆加压充分，制品的物理机械性能均可提高。螺杆造粒机保持合适的长径比可确保物料塑化效果好，挤出物料过程平稳，而且挤出量提高。本发明的有益效果如下：本发明的强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒，添加到聚乙烯可通过ABS树脂与聚乙烯共混交联来提高聚乙烯耐环境应力，同时ABS树脂作为增强剂协同石墨烯纤维、红柱石、纳米氧化镁、纳米氧化钼、纳米氧化钇进一步强化聚乙烯树脂的耐环境应力。另外本发明的功能母粒性能均匀，在聚乙烯中的分散程度好，使用安全。具体实施方式下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。实施例1：一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒，由以下组份制备而成：载体树脂100g、ABS树脂20g、交联剂1g、石墨烯纤维5g、红柱石粉6g、纳米氧化钇2g、纳米氧化镁2g、纳米氧化钼1g、紫外线吸收剂UV-P0.8g、抗氧化剂10100.6g、偶联剂0.5g、分散剂0.6g，其中载体树脂为聚乙烯树脂，交联剂优选氧化锌、三氧甲基硅烷、醋酸锌或异丙醇铝中的一种，偶联剂优选乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂中的一种，分散剂优选氧化聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸钙中的一种。一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将各原料组份混合搅拌均匀，混合温度50℃，搅拌速度40r/min；(2)保持螺杆造粒机的搅拌速度80r/min、各段加热温度处于135～200℃内，螺杆造粒机的长径比优选为10，将混合物料投入螺杆造粒机中挤出成粒，其中螺杆造粒机各段的加热温度优选范围为：一段135～150℃、二段150～165℃、三段165～180℃、四段180～190℃、五段190～195℃、六段195～200℃，模头温度为190～195℃；(3)将螺杆造粒机挤出的颗粒110℃通风干燥3小时；(4)将干燥后的颗粒经-15目～+18目的筛网过筛，制得所要的功能母粒。实施例2：一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒，由以下组份制备而成：载体树脂110g、ABS树脂35g、交联剂2.5g、石墨烯纤维7.5g、红柱石粉7g、纳米氧化钇2.5g、纳米氧化镁2.5g、纳米氧化钼2g、紫外线吸收剂UV-P1.3g、抗氧化剂10100.8g、偶联剂0.75g、分散剂0.8g，其中载体树脂为聚乙烯树脂，交联剂优选氧化锌、三氧甲基硅烷、醋酸锌或异丙醇铝中的一种，偶联剂优选乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂中的一种，分散剂优选氧化聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸钙中的一种。一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将各原料组份混合搅拌均匀，混合温度50℃，搅拌速度40r/min；(2)保持螺杆造粒机的搅拌速度90r/min、各段加热温度处于135～200℃内，螺杆造粒机的长径比优选为12，将混合物料投入螺杆造粒机中挤出成粒，其中螺杆造粒机各段的加热温度范围分别为：一段135～150℃、二段150～165℃、三段165～180℃、四段180～190℃、五段190～195℃、六段195～200℃，模头温度为190～195℃；(3)将螺杆造粒机挤出的颗粒125℃通风干燥2小时；(4)将干燥后的颗粒经-15目～+18目的筛网过筛，制得所要的功能母粒。实施例3：一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒，由以下组份制备而成：载体树脂120g、ABS树脂50g、交联剂4g、石墨烯纤维10g、红柱石粉8g、纳米氧化钇3g、纳米氧化镁3g、纳米氧化钼3g、紫外线吸收剂UV-P1.5g、抗氧化剂10101g、偶联剂1g、分散剂1g，其中载体树脂为聚乙烯树脂，交联剂优选氧化锌、三氧甲基硅烷、醋酸锌或异丙醇铝中的一种，偶联剂优选乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂中的一种，分散剂优选氧化聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯或硬脂酸钙中的一种。一种强化聚乙烯耐环境应力的功能母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将各原料组份混合搅拌均匀，混合温度50℃，搅拌速度40r/min；(2)保持螺杆造粒机的搅拌速度100r/min、各段加热温度处于135～200℃内，螺杆造粒机的长径比优选为14，将混合物料投入螺杆造粒机中挤出成粒，其中螺杆造粒机各段的加热温度优选范围分别为：一段135～150℃、二段150～165℃、三段165～180℃、四段180～190℃、五段190～195℃、六段195～200℃，模头温度为190～195℃；(3)将所得颗粒在140℃下通风干燥1小时；(4)将干燥后的颗粒经-15目～+18目的筛网过筛，制得所要的功能母粒。性能测试向聚乙烯树脂中分别添加质量百分比为5％的本发明的实施例1、实施例2、实施例3功能母粒得到改性的聚乙烯树并制成测试需要的试验样件，分别为试验样1、试验样2和试验样3，未添加本发明的功能母粒的聚乙烯树脂制备的试验样件为对比样。对试验样1、试验样2和试验样3和对比样进行测试，测试标准为GB1842-2008塑料聚乙烯环境应力开裂试验方法，试验结果如表1所示，其中T表示耐环境应力开裂时间。表1测试结果项目试验样1试验样2试验样3对比样T541h550h513h250h本发明的功能母粒添加到聚乙烯中可有效提高其耐环境应力。当前第1页1 2 3