一种低导热系数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导热系数聚乙烯材料，包括以下原料组分：改性聚乙烯、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素，改性聚乙烯由聚乙烯、介孔二氧化钛改性气相二氧化硅、KH‑560偶联剂、顺丁烯二酸酐和偶氮二异丁腈反应制得，介孔二氧化钛改性气相二氧化硅由气相二氧化硅、钛酸四丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、乙醇、水、草酸和过硫酸铵反应制得，三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅由醋酸铝、醋酸锌、硅酸钠、乙酸乙酯、水、乙醇、偶氮二异丁腈、过硫酸铵和OP‑10乳化剂反应制得，改性纳米纤维素由纳米纤维素、介孔三氧化二铝、微晶纤维素和氢氧化钠水溶液反应制得。该发明专利技术具有优异的低导热系数。

A Low Thermal Conductivity Polyethylene Material and Its Preparation Method

The invention relates to a low thermal conductivity polyethylene material, which comprises the following raw material components: modified polyethylene, aluminium trioxide/zinc oxide/silica and modified nanocellulose. Modified polyethylene is prepared by the reaction of polyethylene, mesoporous titanium dioxide modified gaseous silica, KH 560 coupling agent, maleic anhydride and azodiisobutyronitrile, and mesoporous titanium dioxide modified gaseous dioxide. Silica is prepared by reaction of gaseous silica, tetrabutyl titanate, azodiisobutyronitrile, benzoyl peroxide, ethanol, water, oxalic acid and ammonium persulfate. Aluminum trioxide/zinc oxide/silicon dioxide is prepared by reaction of aluminium acetate, zinc acetate, sodium silicate, ethyl acetate, water, ethanol, azodiisobutyronitrile, ammonium persulfate and OP 10 emulsifier. Modified nanocellulose is prepared by reaction of nanofibers. Vitamin, mesoporous aluminium trioxide, microcrystalline cellulose and sodium hydroxide aqueous solution were prepared. The invention has excellent low thermal conductivity.

【技术实现步骤摘要】
一种低导热系数聚乙烯材料及其制备方法
该专利技术涉及一种低导热系数聚乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯材料为通用型塑料树脂。聚乙烯材料具有优异的柔韧性、抗腐蚀老化性、低密度、耐黄变性、透光性、力学强度等优势。聚乙烯被广泛应用于一次性塑料塑料制品、户外用保护性贴膜、化工原料内衬包装材料、化工输送液体原料管道、排污管道等领域。目前，聚乙烯材料在低导热系数需要进一步提升。该专利技术采用改性聚乙烯、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素制备了低导热系数聚乙烯材料，该方法制备的低导热系数聚乙烯材料具有优异的低导热系数。
技术实现思路
该专利技术的目的在于提供一种低导热系数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导热系数。为了实现上述目的，该专利技术的技术方案如下。一种低导热系数聚乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将纳米纤维素、介孔三氧化二铝和微晶纤维素按照质量份数比为30：7～15：5～9加入到球磨机中，筒体转速为28r/min，维持筒体温度27℃条件下球磨反应30min，将产物转移至马弗炉中，在氮气保护下，于200℃热处理0.5h，300℃热处理0.5h，350℃热处理0.5h，将产物和质量份数比为35～50的氢氧化钠水溶液添加至水热反应釜中，维持水热反应温度为90～106℃条件下水热反应35min，产物经过滤、500mL水超声洗涤3次、500mL乙醇超声洗涤2次，于61℃、-0.07MPa真空干燥7min，研磨，得到改性纳米纤维素；(2)、将醋酸铝、醋酸锌、硅酸钠、乙酸乙酯、水、乙醇、偶氮二异丁腈、过硫酸铵和OP-10乳化剂按照质量份数比为16：15～22：23～26：68～75：75～90：32～41：13～21：8～15：1～5添加至反应釜中，搅拌速度为260r/min，维持体系温度36℃条件下反应0.5h，将反应釜温度升温至60～75℃继续反应1～5h，将反应釜温度升温至90℃继续反应2h，产物经过滤，100℃热处理0.5h，200℃热处理1h，300℃热处理1h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，产物经研磨、500mL水洗涤3次、500mL乙醇洗涤2次，于55℃、-0.08MPa真空干燥8min，得到三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅；(3)、将气相二氧化硅、钛酸四丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、乙醇、水和过硫酸铵按照质量份数比为49：66～73：9～17：6～11：89～100：3～7：5～9加入到反应釜中，搅拌速度为300r/min，维持体系温度33℃条件下反应45min，将质量份数比为2～6的草酸以0.03质量份/min的添加速率添加至反应釜中，待滴加结束后，维持上述反应条件下继续反应2～6h，产物经55℃、-0.05MPa减压蒸馏2h，产物经200℃热处理1h，300℃热处理1h，400℃热处理2h，500℃热处理2h，600℃热处理3h，研磨，即得到介孔二氧化钛改性气相二氧化硅；(4)、将质量份数比为90的聚乙烯加入到球磨机中，筒体转速为22r/min，维持筒体温度20℃条件下球磨反应35min，将质量份数比为36～43：1～3：8～15：8～17的介孔二氧化钛改性气相二氧化硅、KH-560偶联剂、顺丁烯二酸酐和偶氮二异丁腈添加至球磨机中，维持上述条件下继续球磨10～23min，即得到改性聚乙烯；(5)、将改性聚乙烯、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素按照质量份数比为86：25～34：14～21加入到平板硫化机中，在温度176～189℃成型，即得到低导热系数聚乙烯材料。该专利技术所述的低导热系数聚乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将纳米纤维素、介孔三氧化二铝和微晶纤维素按照质量份数比为30：7～15：5～9加入到球磨机中，筒体转速为28r/min，维持筒体温度27℃条件下球磨反应30min，将产物转移至马弗炉中，在氮气保护下，于200℃热处理0.5h，300℃热处理0.5h，350℃热处理0.5h，将产物和质量份数比为35～50的氢氧化钠水溶液添加至水热反应釜中，维持水热反应温度为90～106℃条件下水热反应35min，产物经过滤、500mL水超声洗涤3次、500mL乙醇超声洗涤2次，于61℃、-0.07MPa真空干燥7min，研磨，得到改性纳米纤维素；所述的介孔三氧化二铝的目的为了提高纳米纤维素的孔隙率。(2)、将醋酸铝、醋酸锌、硅酸钠、乙酸乙酯、水、乙醇、偶氮二异丁腈、过硫酸铵和OP-10乳化剂按照质量份数比为16：15～22：23～26：68～75：75～90：32～41：13～21：8～15：1～5添加至反应釜中，搅拌速度为260r/min，维持体系温度36℃条件下反应0.5h，将反应釜温度升温至60～75℃继续反应1～5h，将反应釜温度升温至90℃继续反应2h，产物经过滤，100℃热处理0.5h，200℃热处理1h，300℃热处理1h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，产物经研磨、500mL水洗涤3次、500mL乙醇洗涤2次，于55℃、-0.08MPa真空干燥8min，得到三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅；所述的偶氮二异丁腈和过硫酸铵的目的为了提高材料的颗粒尺寸均匀性。(3)、将气相二氧化硅、钛酸四丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、乙醇、水和过硫酸铵按照质量份数比为49：66～73：9～17：6～11：89～100：3～7：5～9加入到反应釜中，搅拌速度为300r/min，维持体系温度33℃条件下反应45min，将质量份数比为2～6的草酸以0.03质量份/min的添加速率添加至反应釜中，待滴加结束后，维持上述反应条件下继续反应2～6h，产物经55℃、-0.05MPa减压蒸馏2h，产物经200℃热处理1h，300℃热处理1h，400℃热处理2h，500℃热处理2h，600℃热处理3h，研磨，即得到介孔二氧化钛改性气相二氧化硅；所述的偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和过硫酸铵的目的为了提高介孔二氧化钛改性气相二氧化硅的孔隙率。(4)、将质量份数比为90的聚乙烯加入到球磨机中，筒体转速为22r/min，维持筒体温度20℃条件下球磨反应35min，将质量份数比为36～43：1～3：8～15：8～17的介孔二氧化钛改性气相二氧化硅、KH-560偶联剂、顺丁烯二酸酐和偶氮二异丁腈添加至球磨机中，维持上述条件下继续球磨10～23min，即得到改性聚乙烯；所述的偶氮二异丁腈的目的为了提高聚乙烯材料的孔隙率。(5)、将改性聚乙烯、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素按照质量份数比为86：25～34：14～21加入到平板硫化机中，在温度176～189℃成型，即得到低导热系数聚乙烯材料。该专利技术的有益效果在于：1、介孔三氧化二铝通过研磨处理嵌入至纳米纤维素结构中，通过热处理和碱液处理将介孔三氧化二铝造孔模板去除后，得到具有孔隙结构的纳米纤维素；制备的纳米纤维素因具有孔隙结构能改善聚乙烯材料的导热系数；2、偶氮二异丁腈和过硫酸铵在热处理时易发生分解，在原料发生水解过程中分解并产生微气泡，与OP-10乳化剂协同作用，控制三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅前驱体的尺寸均匀性；制备的三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅能改善聚乙烯材料的导热系数；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低导热系数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、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素，所述的改性聚乙烯、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素的质量份数比为86：25～34：14～21，其中，所述的改性聚乙烯由聚乙烯、介孔二氧化钛改性气相二氧化硅、KH‑560偶联剂、顺丁烯二酸酐和偶氮二异丁腈反应制得，所述的聚乙烯、介孔二氧化钛改性气相二氧化硅、KH‑560偶联剂、顺丁烯二酸酐和偶氮二异丁腈的质量份数比为90：36～43：1～3：8～15：8～17，所述的介孔二氧化钛改性气相二氧化硅由气相二氧化硅、钛酸四丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、乙醇、水、草酸和过硫酸铵反应制得，所述的气相二氧化硅、钛酸四丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、乙醇、水、草酸和过硫酸铵的质量份数比为49：66～73：9～17：6～11：89～100：3～7：2～6：5～9，所述的三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅由醋酸铝、醋酸锌、硅酸钠、乙酸乙酯、水、乙醇、偶氮二异丁腈、过硫酸铵和OP‑10乳化剂反应制得，所述的醋酸铝、醋酸锌、硅酸钠、乙酸乙酯、水、乙醇、偶氮二异丁腈、过硫酸铵和OP‑10乳化剂的质量份数比为16：15～22：23～26：68～75：75～90：32～41：13～21：8～15：1～5，所述的改性纳米纤维素由纳米纤维素、介孔三氧化二铝、微晶纤维素和氢氧化钠水溶液反应制得，所述的纳米纤维素、介孔三氧化二铝、微晶纤维素和氢氧化钠水溶液的质量份数比为30：7～15：5～9：35～50。...

【技术特征摘要】
1.一种低导热系数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、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素，所述的改性聚乙烯、三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅和改性纳米纤维素的质量份数比为86：25～34：14～21，其中，所述的改性聚乙烯由聚乙烯、介孔二氧化钛改性气相二氧化硅、KH-560偶联剂、顺丁烯二酸酐和偶氮二异丁腈反应制得，所述的聚乙烯、介孔二氧化钛改性气相二氧化硅、KH-560偶联剂、顺丁烯二酸酐和偶氮二异丁腈的质量份数比为90：36～43：1～3：8～15：8～17，所述的介孔二氧化钛改性气相二氧化硅由气相二氧化硅、钛酸四丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、乙醇、水、草酸和过硫酸铵反应制得，所述的气相二氧化硅、钛酸四丁酯、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、乙醇、水、草酸和过硫酸铵的质量份数比为49：66～73：9～17：6～11：89～100：3～7：2～6：5～9，所述的三氧化二铝/氧化锌/二氧化硅由醋酸铝、醋酸锌、硅酸钠、乙酸乙酯、水、乙醇、偶氮二异丁腈、过硫酸铵和OP-10乳化剂反应制得，所述的醋酸铝、醋酸锌、硅酸钠、乙酸乙酯、水、乙醇、偶氮二异丁腈、过硫酸铵和OP-10乳化剂的质量份数比为16：15～22：23～26：68～75：75～90：32～41：13～21：8～15：1～5，所述的改性纳米纤维素由纳米纤维素、介孔三氧化二铝、微晶纤维素和氢氧化钠水溶液反应制得，所述的纳米纤维素、介孔三氧化二铝、微晶纤维素和氢氧化钠水溶液的质量份数比为30：7～15：5～9：35～50。2.根据权利要求1所述一种低导热系数聚乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述的低导热系数聚乙烯材料是由以下制备方法制得的：(1)、将纳米纤维素、介孔三氧化二铝和微晶纤维素按照质量份数比为30：7～15：5～9加入到球磨机中，筒体转速为28r/min，维持筒体温度27℃条件下球磨反应30min，将产物转移至马弗炉中，在氮气保护下，于200℃热处理0.5h，300℃热处理0.5h，350℃热处理0.5h，将产物和质量份数比为35～50的氢氧化钠水溶液添加至水热反应釜中，维持水热反应温度为90～106℃条件下水热反应35min，产物经过滤、500mL水超声洗涤3次、500mL...

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