一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法技术

本发明专利技术涉及新型功能材料技术领域，公开了一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，利用制备得到的表面处理化纳米材料和改性二氧化钛与高密度聚乙烯颗粒混合，分别起到光稳定和紫外吸收作用，协同效果好，进行挤出造粒得到改性高密度聚乙烯母粒，进一步制备加工为塑料，具有超强的抗氧化作用，克服了户外等特殊环境下使用易发生老化的问题，不会出现发黄、变脆、表面龟裂等现象，显著延长了高密度聚乙烯塑料的使用寿命。

A Method to Improve the Aging Resistance of HDPE Plastics

The invention relates to the technical field of new functional materials, and discloses a method for improving the aging resistance of high density polyethylene plastics. The prepared surface-treated nanomaterials and modified titanium dioxide are mixed with high density polyethylene particles to play the role of light stabilization and ultraviolet absorption respectively. The synergistic effect is good. Modified high density polyethylene masterbatch is obtained by extrusion and granulation. The step-by-step preparation process for plastics has super antioxidant effect, which overcomes the problem of easy aging in outdoor and other special environments. It does not appear yellowing, brittleness, surface cracking and other phenomena, and significantly prolongs the service life of high density polyethylene plastics.

【技术实现步骤摘要】
一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法
本专利技术属于新型功能材料
，具体涉及一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法。
技术介绍
高密度聚乙烯，简称为“HDPE”，又称低压聚乙烯，是一种结晶度高、非极性面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940~0.976g/cm3范围内；结晶度为80%~90%，软化点为125~135℃，使用温度可达100℃；熔化温度120~160℃，对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性远不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降显著。由于高密度聚乙烯塑料老化性能差，在高温环境中容易发生脆裂、热变色等老化现象，在酸碱环境作用下，更加速了材料性能劣化。因此高密度聚乙烯塑料在使用过程中需要长期防止热、光、氧、酸碱等的破坏作用，限制了其应用范围，使得高密度聚乙烯塑料的使用寿命得不到提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，克服了户外等特殊环境下使用易发生老化的问题，不会出现发黄、变脆、表面龟裂等现象，显著延长了高密度聚乙烯塑料的使用寿命。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，包括以下步骤：（1）将粒径大小在15-45纳米之间的微细二氧化硅气凝胶与玄武岩纤维按照质量比为2.8-3.0:1.0-1.2的比例混合，置于150-180℃水蒸气中加压水蒸10-14分钟，然后置于70-80℃烘箱中烘干8-10小时，干燥得到的混合物放入预热后的马弗炉中煅烧，预热温度为260-270℃，升温至560-590℃，保温煅烧50-60分钟，随炉冷却得到表面处理化纳米材料；（2）将二氧化钛粉末在80-85℃真空干燥箱中干燥2-3小时，然后加入到三口烧瓶中，使用乙二胺与无水乙醇按照质量比为1:4-5的比例混合作为溶剂，加入到烧瓶中，料液混合质量比为1：12-14，超声分散20-30分钟，然后水浴加热至55-60℃，打开搅拌器搅拌，加入占二氧化钛粉末质量2.3-2.5%的氧化石墨烯，同时滴加为二氧化钛粉末1.9-2.0倍体积的氯化石蜡，滴加完后使用碳酸钠水溶液调节体系pH值在7.6-7.8之间，加热升温至70-75℃，反应1.5-2.0小时，将反应物进行抽滤，得到固体在真空干燥箱中真空干燥6-8小时，研磨成粉得到改性二氧化钛；（3）将高密度聚乙烯颗粒在70-80℃下干燥3-4小时，添加质量分数占高密度聚乙烯颗粒2.3-2.4%的顺丁烯二酸酐，继续干燥1-2小时，出料后加入步骤（1）制备得到的表面处理化纳米材料和步骤（2）制备得到的改性二氧化钛，添加量分别为高密度聚乙烯颗粒质量的0.04-0.05%和0.17-0.19%，然后共同置于混合搅拌机中，进行分散混合处理，然后将经分散混合处理的混料加入到双螺杆挤出机中，进行挤出造粒得到改性高密度聚乙烯母粒，进一步加工为高密度聚乙烯塑料即可。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述微细二氧化硅气凝胶孔洞率在99.9-100%之间。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述加压水蒸中压力为1.0-1.1MPa。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）中马弗炉升温速度为5.5-6.0℃/分钟。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述碳酸钠水溶液pH值在9.2-9.5之间。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）制备得到的改性二氧化钛粒径大小在1-10微米之间。本专利技术相比现有技术具有以下优点：为了解决现有高密度聚乙烯塑料耐老化性能差的问题，本专利技术提供了一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，利用制备得到的表面处理化纳米材料和改性二氧化钛与高密度聚乙烯颗粒混合，分别起到光稳定和紫外吸收作用，协同效果好，进行挤出造粒得到改性高密度聚乙烯母粒，进一步制备加工为塑料，具有超强的抗氧化作用，克服了户外等特殊环境下使用易发生老化的问题，不会出现发黄、变脆、表面龟裂等现象，显著延长了高密度聚乙烯塑料的使用寿命，本专利技术改性处理制备得到的高密度聚乙烯塑料解决了现有HDPE塑料在热、光、氧、酸碱等的作用下材料性能急剧劣化的问题，保持较高的力学稳定性，兼顾了HDPE塑料耐老化性和力学性能的提升，提高了HDPE塑料的开发利用，能够实现延长HDPE塑料使用寿命以及扩展其适用领域的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术所提供的技术方案。实施例1一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，包括以下步骤：（1）将粒径大小在15-45纳米之间的微细二氧化硅气凝胶与玄武岩纤维按照质量比为2.8:1.0的比例混合，置于150℃水蒸气中加压水蒸10分钟，然后置于70℃烘箱中烘干8小时，干燥得到的混合物放入预热后的马弗炉中煅烧，预热温度为260℃，升温至560℃，保温煅烧50分钟，随炉冷却得到表面处理化纳米材料；（2）将二氧化钛粉末在80℃真空干燥箱中干燥2小时，然后加入到三口烧瓶中，使用乙二胺与无水乙醇按照质量比为1:4的比例混合作为溶剂，加入到烧瓶中，料液混合质量比为1：12，超声分散20分钟，然后水浴加热至55℃，打开搅拌器搅拌，加入占二氧化钛粉末质量2.3%的氧化石墨烯，同时滴加为二氧化钛粉末1.9倍体积的氯化石蜡，滴加完后使用碳酸钠水溶液调节体系pH值在7.6-7.8之间，加热升温至70℃，反应1.5小时，将反应物进行抽滤，得到固体在真空干燥箱中真空干燥6-小时，研磨成粉得到改性二氧化钛；（3）将高密度聚乙烯颗粒在70℃下干燥3小时，添加质量分数占高密度聚乙烯颗粒2.3%的顺丁烯二酸酐，继续干燥1小时，出料后加入步骤（1）制备得到的表面处理化纳米材料和步骤（2）制备得到的改性二氧化钛，添加量分别为高密度聚乙烯颗粒质量的0.04%和0.17%，然后共同置于混合搅拌机中，进行分散混合处理，然后将经分散混合处理的混料加入到双螺杆挤出机中，进行挤出造粒得到改性高密度聚乙烯母粒，进一步加工为高密度聚乙烯塑料即可。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述微细二氧化硅气凝胶孔洞率在99.9-100%之间。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述加压水蒸中压力为1.0MPa。作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）中马弗炉升温速度为5.5℃/分钟。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述碳酸钠水溶液pH值在9.2-9.5之间。作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）制备得到的改性二氧化钛粒径大小在1-10微米之间。实施例2一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将粒径大小在15‑45纳米之间的微细二氧化硅气凝胶与玄武岩纤维按照质量比为2.8‑3.0:1.0‑1.2的比例混合，置于150‑180℃水蒸气中加压水蒸10‑14分钟，然后置于70‑80℃烘箱中烘干8‑10小时，干燥得到的混合物放入预热后的马弗炉中煅烧，预热温度为260‑270℃，升温至560‑590℃，保温煅烧50‑60分钟，随炉冷却得到表面处理化纳米材料；（2）将二氧化钛粉末在80‑85℃真空干燥箱中干燥2‑3小时，然后加入到三口烧瓶中，使用乙二胺与无水乙醇按照质量比为1:4‑5的比例混合作为溶剂，加入到烧瓶中，料液混合质量比为1：12‑14，超声分散20‑30分钟，然后水浴加热至55‑60℃，打开搅拌器搅拌，加入占二氧化钛粉末质量2.3‑2.5%的氧化石墨烯，同时滴加为二氧化钛粉末1.9‑2.0倍体积的氯化石蜡，滴加完后使用碳酸钠水溶液调节体系pH值在7.6‑7.8之间，加热升温至70‑75℃，反应1.5‑2.0小时，将反应物进行抽滤，得到固体在真空干燥箱中真空干燥6‑8小时，研磨成粉得到改性二氧化钛；（3）将高密度聚乙烯颗粒在70‑80℃下干燥3‑4小时，添加质量分数占高密度聚乙烯颗粒2.3‑2.4%的顺丁烯二酸酐，继续干燥1‑2小时，出料后加入步骤（1）制备得到的表面处理化纳米材料和步骤（2）制备得到的改性二氧化钛，添加量分别为高密度聚乙烯颗粒质量的0.04‑0.05%和0.17‑0.19%，然后共同置于混合搅拌机中，进行分散混合处理，然后将经分散混合处理的混料加入到双螺杆挤出机中，进行挤出造粒得到改性高密度聚乙烯母粒，进一步加工为高密度聚乙烯塑料即可。...

【技术特征摘要】
1.一种提高高密度聚乙烯塑料耐老化性的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将粒径大小在15-45纳米之间的微细二氧化硅气凝胶与玄武岩纤维按照质量比为2.8-3.0:1.0-1.2的比例混合，置于150-180℃水蒸气中加压水蒸10-14分钟，然后置于70-80℃烘箱中烘干8-10小时，干燥得到的混合物放入预热后的马弗炉中煅烧，预热温度为260-270℃，升温至560-590℃，保温煅烧50-60分钟，随炉冷却得到表面处理化纳米材料；（2）将二氧化钛粉末在80-85℃真空干燥箱中干燥2-3小时，然后加入到三口烧瓶中，使用乙二胺与无水乙醇按照质量比为1:4-5的比例混合作为溶剂，加入到烧瓶中，料液混合质量比为1：12-14，超声分散20-30分钟，然后水浴加热至55-60℃，打开搅拌器搅拌，加入占二氧化钛粉末质量2.3-2.5%的氧化石墨烯，同时滴加为二氧化钛粉末1.9-2.0倍体积的氯化石蜡，滴加完后使用碳酸钠水溶液调节体系pH值在7.6-7.8之间，加热升温至70-75℃，反应1.5-2.0小时，将反应物进行抽滤，得到固体在真空干燥箱中真空干燥6-8小时，研磨成粉得到改性二氧化钛；（3）将高密度聚乙烯颗粒在70-80℃下干燥3-4小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐培培，
申请(专利权)人：徐培培，
类型：发明
国别省市：安徽,34