一种聚乙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及供一种聚乙烯复合材料。该聚乙烯复合材料包含：40-70wt％的线性低密度聚乙烯、5-20wt％的高密度聚乙烯、10-20wt％的补强剂、5-10wt％的相容剂、0.03-0.2wt％的抗氧剂以及2-10wt％的表面活性剂。本发明专利技术还提供了一种制备上述聚乙烯复合材料的方法。本发明专利技术的聚乙烯复合材料可以满足欧洲标准BS EN13598-2:2009对原材料的各项指标要求，并且能满足建设部标准CJ/T233-2006中轴向荷载的要求。本发明专利技术的聚乙烯复合材料可用于制备滚塑检查井，不仅弥补了现有技术中滚塑检查井强度不足的缺点，而且显著降低了生产成本。

Polyethylene composite material and preparation method thereof

The invention relates to a polyethylene composite material. The polyethylene composite materials include: 40-70wt% linear low density polyethylene, high density polyethylene, 5-20wt% 10-20wt% reinforcing agent, 5-10wt% compatilizers and 0.03-0.2wt% antioxidant and 2-10wt% surfactant. The invention also provides a method for preparing the polyethylene composite material. Polyethylene composite material of the invention can meet the requirements of the European standard BS EN13598-2:2009 indicators for raw materials, and can satisfy the axial load in the standard CJ/T233-2006 requirements of the Ministry of construction. Polyethylene composite material of the invention can be used for the preparation of plastic inspection wells, not only to make up for the lack of rotational strength inspection wells the disadvantages in the prior art, but also reduce the production cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚乙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着我国城镇化的深入推进和雨污分流改造的持续实施，城市地下排水管网得以快速发展和不断完善。据统计，目前全国排水管线的年增长速度为10％。根据市政发展速度和配套比例预测：一个50万人口城市，每年对检查井的需求在1万套左右；全国每年新增和改造的排水检查井数量至少在150万套以上。此外，根据最新住宅设计要求，厨房污水和卫生间污水须分流设计，也使得污水出户管数量翻番，所以目前建筑小区污水检查井的设计数量是以前的3倍以上。每个小区检查井数量少则上百个、多则上千个。按全国每年新增住宅建筑面积约3.6亿平方米的发展速度计算，初步估计每年需排水检查井250万套。综合下来，全国每年仅排水检查井市场需求在400万套以上。塑料排水检查井因其质量轻、耐腐蚀、强度高、不渗漏、使用寿命长、安装工期短以及采用工厂化专业制作，产品质量有保证等特点，由它与埋地塑料排水管材组合而成的无渗漏排水管道系统，在市政建设和建筑小区得到了广泛应用。滚塑检查井作为塑料检查井行业的重要补充，起到十分重要的作用，尤其在大口径塑料检查井方面，有着巨大的优势。由于加工工艺原因，滚塑检查井所用原料均为熔体流动速率较大的原料，直接导致制品密度较小，产品的轴向荷载性能难以通过。尽管相关生产厂家从结构上进行优化，但是也难以通过较为苛刻的欧洲标准要求。虽然国内外均有滚塑检查井专用料，但是强度均偏低，需要进一步改性。因此，利用市场上已有牌号，通过熔融共混共挤出的方法开发一种标准要求的配方，具有重要的经济价值和现实意义。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种聚乙烯复合材料。该聚乙烯复合材料包含：40-70wt％的线性低密度聚乙烯、5-20wt％的高密度聚乙烯、10-20wt％的补强剂、5-10wt％的相容剂、0.03-0.2wt％的抗氧剂以及2-10wt％的表面活性剂。该复合材料所采用的各类辅助材料均为市场上常见材料，来源广泛且易采购。通过该复合材料生产的产品刚性明显提高，并能大大降低生产成本。优选地，该聚乙烯复合材料包含：50-65wt％的线性低密度聚乙烯、10-20wt％的高密度聚乙烯、15-20wt％的补强剂、5-10wt％的相容剂，0.03-0.2wt％的抗氧剂以及2-10wt％的表面活性剂。可用于本专利技术聚乙烯复合材料的补强剂可以是本领域常规使用的补强剂。优选的补强剂为纳米碳酸钙。尤其优选粒径为10-100nm的纳米碳酸钙。所述补强剂可以使本专利技术的聚乙烯复合材料刚性增加，成本降低。可用于本专利技术聚乙烯复合材料的相容剂可以是本领域常规使用的相容剂。优选的相容剂为聚乙烯蜡。平均分子量(Mn)在2000-4000，熔点为90-120℃的聚乙烯蜡对于本专利技术来说是尤为优选的。所述相容剂的例子包括欧洲EUROCERAS公司生产的CERALENE691、CERALENE693、CERALENE694，国产的H1001，LP1000中的LP1000，由中国石油化工股份有限公司燕山分公司生产。可用于本专利技术聚乙烯复合材料的高密度聚乙烯可以是本领域常规使用的高密度聚乙烯。优选地，所述高密度聚乙烯的密度为0.94-0.96g/cm3。所述高密度聚乙烯的例子包括天津中沙PN049、上海石化YGH041、燕山石化7600M、大庆石化5000S中的5000S。所述高密度聚乙烯强度高，成本低，能改善整个复合材料的强度。可用于本专利技术聚乙烯复合材料的低密度聚乙烯可以是本领域常规的低密度聚乙烯。优选采用熔点为110-125℃，密度为0.920-0.935g/cm3的线性低密度聚乙烯。在一个实施例中，低密度聚乙烯为中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司生产的7149U。根据本专利技术的实施方式，所述抗氧剂为本领域常规使用的抗氧剂，优选酚类抗氧剂。在一个实施例中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。在本专利技术中所使用的表面活性剂选自阳离子型表面活性剂，优选地，所述表面活性剂选自伯铵盐型阳离子表面活性剂、仲铵盐型阳离子表面活性剂、叔铵盐型阳离子表面活性剂和季铵盐型阳离子表面活性剂之中的至少一种。所述表面活性剂的例子包括杭州余杭天和精细化工厂的AO-12；河南道纯化工技术有限公司超支化季铵盐，牌号31616；苏州源泰润化工有限公司的单十二烷基磷酸酯钾(C12H25OPO3K2)，牌号MAP-30中的MAP-30。根据本专利技术的聚乙烯复合材料的实施方式，所述高密度聚乙烯与所述线性低密度聚乙烯的质量比为1:14-1:2，优选为1:6-1:3。根据本专利技术的聚乙烯复合材料的实施方式，所述补强剂与所述表面活性剂的质量比为15:1-5:1，优选为12:1-8:1。在一个实施例中，所述补强剂与所述表面活性剂的含量比为10:1。根据本专利技术的聚乙烯复合材料的实施方式，以质量计，抗氧剂：(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯)＝1:800-1:200，优选地，抗氧剂：(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯)＝1:600-1:400。本专利技术的第二个方面提供了一种上述聚乙烯复合材料的制备方法，包括：步骤S1，用表面活性剂对补强剂进行表面处理，得到改性的补强剂；步骤S2，将高密度聚乙烯和线性低密度磨成粉料后，按比例加入抗氧剂，搅拌，得到混合物；步骤S3，将步骤S2得到的混合物、改性的补强剂、相容剂按比例混合，得到预混料；步骤S4，将得到的预混料熔融、挤出、造粒，以获得所述聚乙烯复合材料。可用于本专利技术制备方法的补强剂可以是本领域常规使用的补强剂。优选的补强剂为纳米碳酸钙。尤其优选粒径为10-100nm的纳米碳酸钙。所述补强剂可以使本专利技术的聚乙烯复合材料刚性增加，成本降低。可用于本专利技术制备方法的相容剂可以是本领域常规使用的相容剂。优选的相容剂为聚乙烯蜡。平均分子量(Mn)在2000-4000，熔点为90-120℃的聚乙烯蜡对于本专利技术来说是尤为优选的。所述相容剂的例子包括欧洲EUROCERAS公司生产的CERALENE691、CERALENE693、CERALENE694，国产的H1001，LP1000中的LP1000，由中国石油化工股份有限公司燕山分公司生产。可用于本专利技术制备方法的高密度聚乙烯可以是本领域常规使用的高密度聚乙烯。优选地，所述高密度聚乙烯的密度为0.94-0.96g/cm3。所述高密度聚乙烯的例子包括天津中沙PN049、上海石化YGH041、燕山石化7600M、大庆石化5000S中的5000S。所述高密度聚乙烯强度高，成本低，能改善整个复合材料的强度。可用于本专利技术制备方法的低密度聚乙烯可以是本领域常规的低密度聚乙烯。优选采用熔点为110-125℃，密度为0.920-0.935g/cm3的线性低密度聚乙烯。在一个实施例中，低密度聚乙烯为中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司生产的7149U。根据本专利技术的实施方式，所述抗氧剂为本领域常规使用的抗氧剂，优选酚类抗氧剂。在一个实施例中，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。在本专利技术中制备方法中所使用的表面活性剂选自阳离子型表面活性剂，优选地，所述表面活性剂选自伯铵盐型阳离子表面活性剂、仲铵盐型阳离子表面活性剂、叔铵盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯复合材料，其包含：40‑70wt％的线性低密度聚乙烯、5‑20wt％的高密度聚乙烯、10‑20wt％的补强剂、5‑10wt％的相容剂，0.03‑0.2wt％的抗氧剂以及2‑10wt％的表面活性剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯复合材料，其包含：40-70wt％的线性低密度聚乙烯、5-20wt％的高密度聚乙烯、10-20wt％的补强剂、5-10wt％的相容剂，0.03-0.2wt％的抗氧剂以及2-10wt％的表面活性剂。2.根据权利要求1所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述补强剂为纳米碳酸钙，优选其粒径为10-100nm。3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述相容剂为聚乙烯蜡，优选其平均分子量(Mn)在2000-4000，熔点为90-120℃。4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，以质量计，抗氧剂：(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯)＝1:800-1:200，优选地，抗氧剂：(高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯)＝1:600-1:400。5.根据权利要求1-4中任一项所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述补强剂与所述表面活性剂的质量比为15:1-5:1，优选为12:1-8:1。6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述表面活性剂选自阳离子型表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，魏若奇，者东梅，李玉娥，武志军，华晔，孙佳文，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11