一种低成型温度聚乙烯材料及其制备方法技术

该发明专利技术涉及一种低成型温度聚乙烯材料，包括以下原料组分：改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维，改性聚乙烯由聚乙烯、无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二甘醇和二氧化硅微球反应制得，纳米铁粉改性PBO由PBO短纤维、乙酸铁、水、乙醇、铁粉和锌粉反应制得，纳米铜粉改性PBI由PBI短纤维、乙酸铜、水和异丙醇反应制得，石墨烯改性碳纤维由碳纤维、石墨烯、1‑辛基‑2,3‑二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N‑甲基吡咯烷酮、乙醇和水反应制得。该发明专利技术具有优异的低成型加工温度。

【技术实现步骤摘要】
一种低成型温度聚乙烯材料及其制备方法
该专利技术涉及一种低成型温度聚乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯塑料具有优异的透明性、低密度、易加工成型、力学强度高等优势。聚乙烯塑料存在具有较高的加工成型温度的缺陷，如何降低聚乙烯塑料加工温度成为聚乙烯生产厂家降低能耗的关键。聚乙烯被广泛应用于薄膜、板材、线材、管材、电线电缆等领域。的为最常用合成型树脂之一。目前，聚乙烯材料在低成型加工温度需要进一步提升。该专利技术采用改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维制备了低成型温度聚乙烯材料，该方法制备的低成型温度聚乙烯材料具有优异的低成型加工温度。
技术实现思路
该专利技术的目的在于提供一种低成型温度聚乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的低成型加工温度。为了实现上述目的，该专利技术的技术方案如下。一种低成型温度聚乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将碳纤维、石墨烯、1-辛基-2,3-二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和水按照质量份数比为62：25～33：33～41：168～182：95～108：5～12加入到水热反应釜中，维持体系温度95～107℃条件下反应38～50min，产物经75℃、-0.07MPa蒸馏30min，产物经500mL乙醚震荡洗涤5次，于45℃、-0.05MPa真空干燥7min，得到石墨烯改性碳纤维；(2)、将PBI短纤维、乙酸铜、水和异丙醇按照质量份数比为55：33～46：29～37：136～145添加至水热反应釜中，维持体系温度89～96℃条件下反应35min，产物经78℃、-0.06MPa蒸馏25min，产物经高温氢气还原后，得到纳米铜粉改性PBI；(3)、将PBO短纤维、乙酸铁、水、乙醇、铁粉和锌粉按照质量份数比为56：38～46：27～35：45～53：6～8：21～26加入到水热反应釜中，维持体系温度39～45℃条件下反应25min，将水热反应釜温度升温至105～118℃反应0.5～2h，产物经过滤、500mL水洗涤2次、500mL乙醇洗涤3次，于55℃、-0.08MPa真空干燥6min，即得到纳米铁粉改性PBO；(4)、将聚乙烯、无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二甘醇和二氧化硅微球按照质量份数比为83：17～25：7～13：8～15：9～14加入到高速混合机中，用高速混合机在温度172～175℃混合反应2～5min，用挤出机在温度172～178℃挤出造粒，即得到改性聚乙烯；(5)、将改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维按照质量份数比为90：18～26：17～26：16～25加入到高速混合机中，用高速混合机在温度153～161℃混合反应1～4min，用挤出机在温度150～156℃挤出造粒，即得到低成型温度聚乙烯材料。该专利技术所述的低成型温度聚乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将碳纤维、石墨烯、1-辛基-2,3-二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和水按照质量份数比为62：25～33：33～41：168～182：95～108：5～12加入到水热反应釜中，维持体系温度95～107℃条件下反应38～50min，产物经75℃、-0.07MPa蒸馏30min，产物经500mL乙醚震荡洗涤5次，于45℃、-0.05MPa真空干燥7min，得到石墨烯改性碳纤维；所述的碳纤维、石墨烯和1-辛基-2,3-二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐的目的为了提高聚乙烯材料的导热系数，从而降低聚乙烯材料的成型温度。(2)、将PBI短纤维、乙酸铜、水和异丙醇按照质量份数比为55：33～46：29～37：136～145添加至水热反应釜中，维持体系温度89～96℃条件下反应35min，产物经78℃、-0.06MPa蒸馏25min，产物经高温氢气还原后，得到纳米铜粉改性PBI；所述的乙酸铜的目的为了将铜沉积在PBI短纤维表面，提高PBI短纤维的导热系数，从而提高聚乙烯材料的导热系数，从而降低聚乙烯材料的成型温度。(3)、将PBO短纤维、乙酸铁、水、乙醇、铁粉和锌粉按照质量份数比为56：38～46：27～35：45～53：6～8：21～26加入到水热反应釜中，维持体系温度39～45℃条件下反应25min，将水热反应釜温度升温至105～118℃反应0.5～2h，产物经过滤、500mL水洗涤2次、500mL乙醇洗涤3次，于55℃、-0.08MPa真空干燥6min，即得到纳米铁粉改性PBO；所述的乙酸铁的目的为了将铁沉积在PBO短纤维表面，提高PBO短纤维的导热系数，从而提高聚乙烯材料的导热系数，从而降低聚乙烯材料的成型温度。(4)、将聚乙烯、无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二甘醇和二氧化硅微球按照质量份数比为83：17～25：7～13：8～15：9～14加入到高速混合机中，用高速混合机在温度172～175℃混合反应2～5min，用挤出机在温度172～178℃挤出造粒，即得到改性聚乙烯；所述的无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶和二甘醇的目的为了降低聚乙烯材料的结晶度，从而降低聚乙烯材料的成型温度。(5)、将改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维按照质量份数比为90：18～26：17～26：16～25加入到高速混合机中，用高速混合机在温度153～161℃混合反应1～4min，用挤出机在温度150～156℃挤出造粒，即得到低成型温度聚乙烯材料。该专利技术的有益效果在于：本专利技术制备的低成型温度聚乙烯材料具有优异的导热系数、低结晶性和低成型温度，能减少聚乙烯材料生产过程中的能耗。具体实施方式下面结合实施例对该专利技术的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该专利技术。实施例1一种低成型温度聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取62份碳纤维、28份石墨烯、39份1-辛基-2,3-二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、175份N-甲基吡咯烷酮、100份乙醇和6.4份水加入到水热反应釜中，维持体系温度100℃条件下反应43min，产物经75℃、-0.07MPa蒸馏30min，产物经500mL乙醚震荡洗涤5次，于45℃、-0.05MPa真空干燥7min，得到石墨烯改性碳纤维；(2)、称取55份PBI短纤维、37份乙酸铜、31份水和139份异丙醇添加至水热反应釜中，维持体系温度92℃条件下反应35min，产物经78℃、-0.06MPa蒸馏25min，产物经高温氢气还原后，得到纳米铜粉改性PBI；(3)、称取56份PBO短纤维、43份乙酸铁、33份水、50份乙醇、7.2份铁粉和23.8份锌粉加入到水热反应釜中，维持体系温度43℃条件下反应25min，将水热反应釜温度升温至115℃反应1h，产物经过滤、500mL水洗涤2次、500mL乙醇洗涤3次，于55℃、-0.08MPa真空干燥6min，即得到纳米铁粉改性PBO；(4)、称取83份聚乙烯、18份无定型二氧化硅、8份二氧化硅气凝胶、10份二甘醇和9份二氧化硅微球加入到高速混合机中，用高速混合机在温度173℃混合反应3min，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到改性聚乙烯；(5)、称取90份改性聚乙烯、19份纳米铁粉改性PBO、21份纳米铜粉改性PBI、20份石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成型温度聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下原料组分：改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维，所述的改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维的质量份数比为90：18～26：17～26：16～25，其中，所述的改性聚乙烯由聚乙烯、无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二甘醇和二氧化硅微球反应制得，所述的聚乙烯、无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二甘醇和二氧化硅微球的质量份数比为83：17～25：7～13：8～15：9～14，所述的纳米铁粉改性PBO由PBO短纤维、乙酸铁、水、乙醇、铁粉和锌粉反应制得，所述的PBO短纤维、乙酸铁、水、乙醇、铁粉和锌粉的质量份数比为56：38～46：27～35：45～53：6～8：21～26，所述的纳米铜粉改性PBI由PBI短纤维、乙酸铜、水和异丙醇反应制得，所述的PBI短纤维、乙酸铜、水和异丙醇的质量份数比为55：33～46：29～37：136～145，所述的石墨烯改性碳纤维由碳纤维、石墨烯、1‑辛基‑2,3‑二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N‑甲基吡咯烷酮、乙醇和水反应制得，所述的碳纤维、石墨烯、1‑辛基‑2,3‑二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N‑甲基吡咯烷酮、乙醇和水的质量份数比为62：25～33：33～41：168～182：95～108：5～12。...

【技术特征摘要】
1.一种低成型温度聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：包括以下原料组分：改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维，所述的改性聚乙烯、纳米铁粉改性PBO、纳米铜粉改性PBI、石墨烯改性碳纤维的质量份数比为90：18～26：17～26：16～25，其中，所述的改性聚乙烯由聚乙烯、无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二甘醇和二氧化硅微球反应制得，所述的聚乙烯、无定型二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二甘醇和二氧化硅微球的质量份数比为83：17～25：7～13：8～15：9～14，所述的纳米铁粉改性PBO由PBO短纤维、乙酸铁、水、乙醇、铁粉和锌粉反应制得，所述的PBO短纤维、乙酸铁、水、乙醇、铁粉和锌粉的质量份数比为56：38～46：27～35：45～53：6～8：21～26，所述的纳米铜粉改性PBI由PBI短纤维、乙酸铜、水和异丙醇反应制得，所述的PBI短纤维、乙酸铜、水和异丙醇的质量份数比为55：33～46：29～37：136～145，所述的石墨烯改性碳纤维由碳纤维、石墨烯、1-辛基-2,3-二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和水反应制得，所述的碳纤维、石墨烯、1-辛基-2,3-二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和水的质量份数比为62：25～33：33～41：168～182：95～108：5～12。2.根据权利要求1所述一种低成型温度聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的低成型温度聚乙烯材料是由以下制备方法制得的：(1)、将碳纤维、石墨烯、1-辛基-2,3-二甲基咪唑对甲基苯磺酸盐、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和水按照质量份数比为62：25～33：33～41：168～182：95～108：5～12加入到水热反应釜中，维持体系温...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焕，
申请(专利权)人：赵焕，
类型：发明
国别省市：浙江,33