本发明属于高分子材料技术领域,特别是指一种高性能pe复合材料。
背景技术:
聚乙烯(pe)作为常见的热塑性塑料,应用十分广泛。但是随着科技的发展,在一些特定的领域,人们对pe材料的性能要求,尤其是耐磨性力学性能要求越来越高,这大大限制了pe复合材料在这些特殊领域上的应用。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种高性能pe复合材料及其制备方法,以提高pe复合材料的耐磨性能及相应的力学性能。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高性能pe复合材料,由以下重量分组成:
所述改性纳米zro2,其制备方法为:
1)称取纳米zro2加入到乙醇溶液中,再加入偶联剂后超声波处理,滴加醋酸溶液调节ph值至4-6;
2)将步骤1)的混合液移入到烧瓶中,在60-80℃恒温搅拌,冷却后固液分离,将分离后的固体物质真空干燥后即得到改性纳米zro2。
所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
所述超声波处理时间为1-2小时;所述恒温搅拌时间为6-8小时。
所述烧瓶为三口烧瓶。
所述聚乙烯蜡接枝马来酸酐的制备方法,包括以下步骤:
1)称取聚乙烯蜡、马来酸酐、二甲苯及过氧化二苯甲酰;
2)将步骤1)中的各组分加入至四口烧瓶中,60-80℃加热8-12小时,得到混合液a;
3)将混合液a置于γ60co辐射装置下进行辐射处理后既得产物聚乙烯蜡接枝马来酸酐。
所述聚乙烯蜡、所述马来酸酐、所述二甲苯及所述过氧化二苯甲酰的质量比为30-40∶40-50∶8-12∶1-3。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或一种以上的混合。
上述任一项的高性能pe复合材料的制备方法,包括以下步骤:
1)称取50份-70份的pe、5份-10份的聚氨酯、20份-30份改性纳米zro2、0.4份-0.6份聚乙烯蜡接枝马来酸酐、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
2)将步骤1)中的混合料挤出造粒,即得到pe复合材料。
所述步骤2)的混合料挤出造粒是将混合料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度150-170℃,二区温度180-190℃,三区温度180-190℃,四区温度180-190℃,五区温度180-190℃,六区温度180-190℃,机头温度180-190℃,螺杆转速200-280r/min。
本发明的有益效果是:
本技术方案通过硅烷偶联剂kh550加入到纳米二氧化锆中,不但有效地改性了纳米二氧化锆,而且能与接枝的马来酸酐互相反应,增强了纳米二氧化锆与聚乙烯蜡之间的相互作用力,使pe与纳米二氧化锆相容性改善,分散性加强,粘结力提高,从而改善pe复合材料的物理性能。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
实施例1
(1)称取50份pe、5份聚氨酯、20份改性纳米zro2、0.4份聚乙烯蜡接枝马来酸酐、0.1份irganox168、0.1份硬脂酸钙混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到pe复合材料。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度150℃,二区温度180℃,三区温度180℃,四区温度180℃,五区温度180℃,六区温度180℃,机头温度180℃;螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取70份pe、10份聚氨酯、30份改性纳米zro2、0.6份聚乙烯蜡接枝马来酸酐、0.1份irganox168、0.2份irganox1330、0.2份irganox1010、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬质酸钠、0.1份硬脂酸钾混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到pe复合材料。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度170℃,二区温度190℃,三区温度190℃,四区温度190℃,五区温度190℃,六区温度190℃,机头温度190℃;螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取60份pe、8份聚氨酯、25份改性纳米zro2、0.6份聚乙烯蜡接枝马来酸酐、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬脂酸钾混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到pe复合材料。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度160℃,二区温度185℃,三区温度185℃,四区温度185℃,五区温度185℃,六区温度185℃,机头温度185℃;螺杆转速240r/min。
以上仅是本发明的优选实施方式的描述,应当指出,由于文字表达的有限性,而在客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。