一种聚乙烯极性高分子复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种聚乙烯极性高分子复合材料及其制备方法，属于高分子材料领域。其原辅材料配方组成如下，PE树脂、极性单体、引发剂、极性高聚物、抗氧剂。所述聚乙烯极性高分子复合材料的制备方法，具体包括采用失重式计量秤分区域加料方式，从双螺杆挤出机的不同区域加料口准确计量加入相应原辅材料，所有配方物料在双螺杆挤出过程中，极性单体与聚乙烯和极性高聚物之间发生化学接枝反应，同时熔融共混，得到性能稳定的聚乙烯极性高分子复合材料；所述分区域加料方式，是根据接枝反应进程加入相应配方原辅材料，可以有效发挥各原辅材料对复合材料性能的贡献和相互协同作用；本发明专利技术复合材料具体极性单体接枝率高，凝胶含量低，高强度且性能稳定。度且性能稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯极性高分子复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种聚乙烯极性高分子复合材料及其制备方法

技术介绍

[0002]聚乙烯(PE)是世界上消费量最大的通用塑料树脂产品，主要包括高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)三大类，化学稳定性好，物理性能优良，可加工成各类塑料制品，相对性价比较高，广泛应用于电器、能源、化工、交通运输、包装等生产生活中的各个方面。
[0003]聚乙烯PE属于非极性高分子材料，表面能较低，与其他极性高分子材料、无机填料、纤维等材料混合或覆合界面相容性较差，而且聚乙烯PE材料本身的热变形温度低，熔点低，尺寸稳定性差，很大程度上限制了在诸多领域的推广使用，因此赋予聚乙烯极性成为拓展聚乙烯应用领域的一个热点研究课题。其中，共混极性聚合物技术和应用化学接枝改性技术，是最常用的方法。
[0004]共混极性聚合物技术，是根据相似相容的原理，采用共混改性技术，选择极性聚合物高分子材料与聚乙烯共混，提高聚乙烯材料的极性。极性高聚物分子链上大多含有乙烯聚合链段，具有与聚乙烯相似的结构，故二者共混相容性较好，可以形成稳定的高聚物共混体系。此类极性高聚物主要以乙烯基类共聚物为主，包括乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。
[0005]化学接枝改性技术是将某些极性单体在过氧化物引发剂作用下，通过自由基引发反应，和高聚物分子链形成共价键连在一起，将极性单体接枝到聚乙烯链上，从而获得极性高分子材料，业内一般通过接枝率这个指标来判定接枝高分子极性的高低，接枝率越高，高分子极性越高。极性单体主要指含有羧基、羟基、酯基等极性基团的单体，如甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐及其衍生物、甲基丙烯酸缩水甘油酯等，其中马来酸酐是最常用的极性单体，其分子双取代结构的立体位阻效应，可以阻碍接枝过程发生自聚反应，在提高单体利用率的同时，保证高聚物的宏观性能不变。
[0006]目前，市面上马来酸酐接枝聚乙烯产品很多，包括马来酸酐接枝高密度聚乙烯(MAH
‑
g
‑
HDPE或HDPE
‑
g
‑
MAH)、马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯(MAH
‑
g
‑
LLDPE或LLDPE
‑
g
‑
MAH)，存在接枝率低、凝胶含量高、强度低、性能不稳定等问题。
[0007]有鉴于此，本专利技术在制备过程中，采用接枝改性和共混改性相结合技术，利用分区域加料方式，确保原辅材料在双螺杆挤出机熔融挤出过程中的接枝反应稳定发生，同时达到稳定的共混效果，形成一个稳定高分子复合材料体系，此法制备的聚乙烯复合材料具有较高的接枝率、无凝胶产生，强度高且性能稳定。本专利技术方法未见相关文献报道。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题：是马来酸酐接枝聚乙烯产品存在的接枝率低、凝胶含
量高、强度低、性能不稳定等问题，通过马来酸酐接枝和引入极性高聚物，获得性能优异的聚乙烯极性高分子复合物。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种聚乙烯极性高分子复合材料及其制备方法。所述聚乙烯极性高分子复合材料，其原辅材料配方组成按重量百分比如下，PE树脂82％～92％、极性单体3％～5％、引发剂0.3％～0.5％、极性高聚物5～10％、抗氧剂0.3％～0.6％。
[0010]所述一种聚乙烯极性高分子复合材料，所述PE树脂，包括低密度LDPE、线性低密度LLDPE、高密度HDPE中的一种或多种，优选HDPE/LLDPE复配使用。
[0011]所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，所述极性单体，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、马来酸酐及其衍生物、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任一种或多种。优选马来酸酐，马来酸酐又称顺丁烯二酸酐，简写MAH，室温下为有酸味的无色或白色固体。
[0012]所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，所述极性聚合物，是乙烯基类共聚物，主要包括乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物(EVA中的一种。优选，乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)，VA含量低于40％。
[0013]所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，所述引发剂，是过氧化物引发剂，包括过包括过氧化二异丙苯(DCP)、叔丁基过氧化氢(TBHP)、过氧化二苯甲酰(BPO)、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧化)己烷(双25)、过氧化二叔丁基中的任一种。优选，过氧化二异丙苯(DCP)，白色结晶体，分解温度120～125℃。
[0014]所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，所述抗氧剂，包括四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、抗氧剂β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(1076)、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双月桂酯(DLTP)中的的任一种或多种。优选，抗氧剂1010/抗氧剂168复配使用。
[0015]所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料的制备方法，采用失重式计量秤分区域加料方式，根据接枝反应进程，准确计量加入相应原辅材料，可以有效发挥各原辅材料对复合材料性能的贡献和相互协同作用；所述PE树脂、极性单体、引发剂按配方重量百分比称量，依次加入高速搅拌机中，先低速混合再高速混合，得到均匀混合料，混合料通过一个失重式计量秤从主喂料口加入双螺杆反应挤出机中；极性高聚物EVA按配方百分比，通过一个失重式计量秤计量从双螺杆挤出机的侧喂料口A加入；抗氧剂由主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168组成，按一定比例混合后，通过一个失重式计量秤在双螺杆挤出机侧喂料口B加入。
[0016]所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机长径比为(L/D)44:1，螺杆直径为D62mm，自主喂料口至模头按十一加热区设定温度，分别设定为：一区/100℃(主喂料口)、二区/180℃、三区/235℃、四区/240℃、五区/240℃、六区/240℃(侧喂料口A)、七区/235℃(侧喂料口B)、八区/235℃、九区/230℃(真空口)、十区/230℃、十一区/模头200℃，各区温度波动控制不超过5℃；螺杆转速300
‑
350rpm、装置真空度不低于(
‑
0.06)MPa。
[0017]所述配方原辅材料，在规定的工艺技术条件下，在双螺杆挤出机中熔融共混反应挤出，挤出的料条经水冷、风冷、切粒和干燥，即制得一种聚乙烯极性高分子复合材料。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术选用马来酸酐作为极性单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯极性高分子复合材料，其特征在于，所述复合材料配方组成按重量百分比如下：PE树脂82％～92％、极性单体3％～5％、引发剂0.3％～0.5％、极性高聚物5～10％、抗氧剂0.3％～0.6％。2.根据权利要求1所述一种聚乙烯极性高分子复合材料，其特征在于，所述PE树脂包括低密度LDPE、线性低密度LLDPE、高密度HDPE中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，其特征在于，所述极性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，其特征在于，所述极性聚合物是乙烯基类共聚物，包括乙烯丙烯酸共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物中的一种。5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，其特征在于，所述引发剂是过氧化物引发剂，包括过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化二苯甲酰、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧化)己烷、过氧化二叔丁基中的任一种。6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯极性高分子复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗氧剂β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹云，黄晓艳，
申请(专利权)人：丹阳嘉力士环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：