本发明涉及一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料及该复合材料的制备方法。
背景技术：
环境应力开裂是指塑料树脂在环境因素和应力因素的协同作用下发生的裂解，当成型塑料制品存在应力时与某些活性介质（比如洗涤剂、酸、碱或有机溶剂）接触，会非常容易出现脆性裂纹并最终导致塑料制品断裂。现有技术中，塑料制品随处可见，无论是在工业、农业还是包装领域都有着非常广泛的应用，但是现有的塑料制品通常是由低密度聚乙烯树脂为主要原料，配合其他助剂经熔融混炼而成，实际使用过程中受外力作用或接触某些活性介质时易出现变形甚至裂解，使用寿命较短，不仅无法满足使用所需的抗冲击强度、韧性以及稳定性，而且存在难以降解的问题。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料。
本发明的技术方案是：一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料，其原料按重量份包括：线性低密度聚乙烯50-70份、高密度聚乙烯30-45份、紫外线吸收剂8-12份、抗氧剂1-2份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10-20份、热塑性弹性体4-5份、氯化聚乙烯2-3.5份、钡锌稳定剂1-3份、塑化剂4-10份、纤维增强填料4-8份、硅烷偶联剂2-4份、降解剂3-7份、增强剂2-4份、胶黏剂3-5份。
进一步的，本发明中所述抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步的，本发明中所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种。
进一步的，本发明中所述塑化剂为乙酰柠檬酸三丁酯。
进一步的，本发明中所述纤维增强填料为玻璃纤维、纳米硼纤维、棉纤维以1:3:3的质量比混合而成的共混物。
本发明解决的另一技术问题是提供一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中并在70-85℃的温度下高速搅拌5-8min；2）将温度升至90-95℃，继续向高速混合机中加入热塑性弹性体、氯化聚乙烯、钡锌稳定剂、塑化剂、纤维增强填料、硅烷偶联剂并搅拌3-4min；3）最后向高速混合机中加入降解剂、增强剂、胶黏剂并搅拌2-3min；4）将高速搅拌得到的混合物转入低速混合机中搅拌冷却，直至温度降至40-50℃时取出；5）将混合物转入双螺杆挤出机中并在140-170℃的温度下熔融共混挤出，经模具成型并保压冷却后脱模取件。
进一步的，本发明中步骤1）至步骤3）中所述高速混合机的转速为750-1000r/min。
进一步的，本发明中步骤4）中所述低速混合机的转速为60-85r/min。
进一步的，本发明中步骤5）中保压压力为30-50mpa，保压时间为15-40s，冷却时间为20-60s。
本发明与现有技术相比的优点是：以线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯为主要原料，加入紫外线吸收剂、抗氧剂能够弥补高密度聚乙烯受热氧化作用而导致的性能下降的不足，加入的乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的挠曲性、韧性、耐环境应力开裂性及粘结性，其主要通过加强高密度聚乙烯晶区间连接改性来提高材料的耐环境应力开裂性能；加入的热塑性弹性体可提高材料的力学性能和加工性能，使得使得材料的抗冲击强度可达到18.9-20.3kj/m2；加入的氯化聚乙烯可提高材料的耐燃性和耐化学药品性，配合钡锌稳定剂、塑化剂能够进一步明显改善材料的耐环境应力开裂性能；通过加入纤维增强填料、硅烷偶联剂不仅能够增强塑料的力学性能，并且由于纤维增强填料的填充作用，可以增加制品的体积，从而降低投入成本；降解剂的添加能够促进材料的降解速度，起到保护环境的作用；增强剂与胶黏剂对于提高材料的硬度具有很好的效果，进而满足其使用所需的硬度。
具体实施方式
实施例一：
本实施例为本发明一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料及该复合材料的制备方法的第一种具体实施方式，首先，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料，其原料按重量份包括：线性低密度聚乙烯50份、高密度聚乙烯30份、紫外线吸收剂8份、抗氧剂10101份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4份、氯化聚乙烯2份、钡锌稳定剂1份、乙酰柠檬酸三丁酯4份、纤维增强填料4份、硅烷偶联剂2份、降解剂3份、增强剂2份、胶黏剂3份。
其中，所述纤维增强填料为玻璃纤维、纳米硼纤维、棉纤维以1:3:3的质量比混合而成的共混物。
加入的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为热塑性弹性体，能够使材料的抗冲击强度达到18.9kj/m2。
其次，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）：将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中并在70℃的温度下以750r/min的转速高速搅拌5min；
步骤2）：将温度升至90℃，继续向高速混合机中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯、钡锌稳定剂、乙酰柠檬酸三丁酯、纤维增强填料、硅烷偶联剂并搅拌3min；
步骤3）：最后向高速混合机中加入降解剂、增强剂、胶黏剂并搅拌2min；
步骤4）：将高速搅拌得到的混合物转入低速混合机中以60r/min的转速搅拌冷却，直至温度降至40℃时取出；
步骤5）：将混合物转入双螺杆挤出机中并在140℃的温度下熔融共混挤出，经模具成型并以30mpa的压力保压15s，在冷却20s后脱模取件。
实施例二：
本实施例为本发明一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料及该复合材料的制备方法的第二种具体实施方式，首先，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料，其原料按重量份包括：线性低密度聚乙烯70份、高密度聚乙烯45份、紫外线吸收剂12份、抗氧剂10102份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物5份、氯化聚乙烯3.5份、钡锌稳定剂3份、乙酰柠檬酸三丁酯10份、纤维增强填料8份、硅烷偶联剂4份、降解剂7份、增强剂4份、胶黏剂5份。
其中，所述纤维增强填料为玻璃纤维、纳米硼纤维、棉纤维以1:3:3的质量比混合而成的共混物。
加入的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物为热塑性弹性体，能够使材料的抗冲击强度达到20.3kj/m2。
其次，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）：将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中并在85℃的温度下以1000r/min的转速高速搅拌8min；
步骤2）：将温度升至95℃，继续向高速混合机中加入苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯、钡锌稳定剂、乙酰柠檬酸三丁酯、纤维增强填料、硅烷偶联剂并搅拌4min；
步骤3）：最后向高速混合机中加入降解剂、增强剂、胶黏剂并搅拌3min；
步骤4）：将高速搅拌得到的混合物转入低速混合机中以85r/min的转速搅拌冷却，直至温度降至50℃时取出；
步骤5）：将混合物转入双螺杆挤出机中并在170℃的温度下熔融共混挤出，经模具成型并以50mpa的压力保压40s，在冷却60s后脱模取件。
实施例三：
本实施例为本发明一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料及该复合材料的制备方法的第三种具体实施方式，首先，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料，其原料按重量份包括：线性低密度聚乙烯60份、高密度聚乙烯40份、紫外线吸收剂10份、抗氧剂10101.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4.5份、氯化聚乙烯3份、钡锌稳定剂2份、乙酰柠檬酸三丁酯7份、纤维增强填料6份、硅烷偶联剂3份、降解剂5份、增强剂3份、胶黏剂4份。
其中，所述纤维增强填料为玻璃纤维、纳米硼纤维、棉纤维以1:3:3的质量比混合而成的共混物。
加入的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为热塑性弹性体，能够使材料的抗冲击强度达到19.6kj/m2。
其次，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）：将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中并在80℃的温度下以900r/min的转速高速搅拌7min；
步骤2）：将温度升至93℃，继续向高速混合机中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯、钡锌稳定剂、乙酰柠檬酸三丁酯、纤维增强填料、硅烷偶联剂并搅拌3.5min；
步骤3）：最后向高速混合机中加入降解剂、增强剂、胶黏剂并搅拌2.5min；
步骤4）：将高速搅拌得到的混合物转入低速混合机中以70r/min的转速搅拌冷却，直至温度降至45℃时取出；
步骤5）：将混合物转入双螺杆挤出机中并在155℃的温度下熔融共混挤出，经模具成型并以40mpa的压力保压35s，在冷却40s后脱模取件。
实施例四：
本实施例为本发明一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料及该复合材料的制备方法的第四种具体实施方式，首先，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料，其原料按重量份包括：线性低密度聚乙烯55份、高密度聚乙烯35份、紫外线吸收剂9份、抗氧剂10101份、乙烯-醋酸乙烯共聚物12.5份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物4份、氯化聚乙烯2.5份、钡锌稳定剂1.5份、乙酰柠檬酸三丁酯5.5份、纤维增强填料5份、硅烷偶联剂2.5份、降解剂4份、增强剂2.5份、胶黏剂3.5份。
其中，所述纤维增强填料为玻璃纤维、纳米硼纤维、棉纤维以1:3:3的质量比混合而成的共混物。
加入的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物为热塑性弹性体，能够使材料的抗冲击强度达到19.2kj/m2。
其次，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）：将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中并在72℃的温度下以800r/min的转速高速搅拌6min；
步骤2）：将温度升至92℃，继续向高速混合机中加入苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯、钡锌稳定剂、乙酰柠檬酸三丁酯、纤维增强填料、硅烷偶联剂并搅拌3min；
步骤3）：最后向高速混合机中加入降解剂、增强剂、胶黏剂并搅拌2min；
步骤4）：将高速搅拌得到的混合物转入低速混合机中以65r/min的转速搅拌冷却，直至温度降至42.5℃时取出；
步骤5）：将混合物转入双螺杆挤出机中并在150℃的温度下熔融共混挤出，经模具成型并以35mpa的压力保压20s，在冷却35s后脱模取件。
实施例五：
本实施例为本发明一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料及该复合材料的制备方法的第五种具体实施方式，首先，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料，其原料按重量份包括：线性低密度聚乙烯65份、高密度聚乙烯42.5份、紫外线吸收剂11份、抗氧剂10102份、乙烯-醋酸乙烯共聚物18份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5份、氯化聚乙烯3份、钡锌稳定剂2.5份、乙酰柠檬酸三丁酯8.5份、纤维增强填料7份、硅烷偶联剂3.5份、降解剂6份、增强剂3.5份、胶黏剂4.5份。
其中，所述纤维增强填料为玻璃纤维、纳米硼纤维、棉纤维以1:3:3的质量比混合而成的共混物。
加入的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为热塑性弹性体，能够使材料的抗冲击强度达到19.8kj/m2。
其次，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）：将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中并在83℃的温度下以950r/min的转速高速搅拌7.5min；
步骤2）：将温度升至94℃，继续向高速混合机中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯、钡锌稳定剂、乙酰柠檬酸三丁酯、纤维增强填料、硅烷偶联剂并搅拌4min；
步骤3）：最后向高速混合机中加入降解剂、增强剂、胶黏剂并搅拌3min；
步骤4）：将高速搅拌得到的混合物转入低速混合机中以80r/min的转速搅拌冷却，直至温度降至47℃时取出；
步骤5）：将混合物转入双螺杆挤出机中并在160℃的温度下熔融共混挤出，经模具成型并以45mpa的压力保压42s，在冷却55s后脱模取件。
实施例六：
本实施例为本发明一种具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料及该复合材料的制备方法的第六种具体实施方式，首先，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料，其原料按重量份包括：线性低密度聚乙烯68份、高密度聚乙烯43份、紫外线吸收剂11.5份、抗氧剂10101.5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物19份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物4.5份、氯化聚乙烯3份、钡锌稳定剂2份、乙酰柠檬酸三丁酯9份、纤维增强填料7.5份、硅烷偶联剂3份、降解剂6.5份、增强剂3份、胶黏剂4份。
其中，所述纤维增强填料为玻璃纤维、纳米硼纤维、棉纤维以1:3:3的质量比混合而成的共混物。
加入的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为热塑性弹性体，能够使材料的抗冲击强度达到20.1kj/m2。
其次，具有抗环境应力开裂性的吹塑用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）：将线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、紫外线吸收剂、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯共聚物放入高速混合机中并在84℃的温度下以1000r/min的转速高速搅拌8min；
步骤2）：将温度升至95℃，继续向高速混合机中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯、钡锌稳定剂、乙酰柠檬酸三丁酯、纤维增强填料、硅烷偶联剂并搅拌3.5min；
步骤3）：最后向高速混合机中加入降解剂、增强剂、胶黏剂并搅拌2.5min；
步骤4）：将高速搅拌得到的混合物转入低速混合机中以83r/min的转速搅拌冷却，直至温度降至49℃时取出；
步骤5）：将混合物转入双螺杆挤出机中并在168℃的温度下熔融共混挤出，经模具成型并以48mpa的压力保压50s，在冷却60s后脱模取件。
这种复合材料在满足其使用所需硬度的基础上具有优异的耐环境应力开裂性、韧性、耐燃性以及耐化学药品性，同时还具有投入成本较低、且安全环保的特点。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。