專利名稱：：納米改性高密度聚乙烯復合材料及其制備方法
技術領域：
：本發明涉及高性能高密度聚乙烯納米復合材料及其制備方法。
背景技術：
：無機納米粒子平均粒徑處于宏觀與微觀的過度區，表面原子多、比表面積大且表面能高，能顯示出獨特的小尺寸效應、表面效應及宏觀量子隧道效應等特性，具有許多常規材料不具有的特性，納米粒子可以對聚合物明顯改性，賦予高分子材料某些特殊性能。現有發明專利"一種高性能高分子量聚乙烯/層狀硅酸鹽納米復合材料的制備"(公開號CN1300234C)是通過偶聯處理和微交聯實現有機聚合體在層狀硅酸鹽外表面及層間的粘合力；現有發明專利"納米碳酸鈣/聚乙烯復合材料的制備"(公開號CN1373151A)是將納米碳酸鈣偶聯劑處理，將改性粒子與聚乙烯材料混合，擠出制備納米復合材料；現有發明專利"碳納米管與聚乙烯復合材料的原位聚合制備方法"(公開號CN1640923A)制備的碳納米管負載催化劑在烷基金屬化合物助催化劑存在下進行乙烯聚合，得到碳納米管與聚乙烯的復合物。上述的三項公開的發明專利都在一定程度提高了聚乙烯的力學強度，但是層狀納米硅酸鹽和碳納米管的價格昂貴，且表面處理工藝復雜；納米碳酸鈣雖然價格低廉，其制備的納米復合材料拉伸強度有一定的提高，但是對聚乙烯沖擊強度的提高十分有限，需要一種既能提高強度又能減低成本的納米改性高密度聚乙烯復合材料制備方法。
發明內容本發明需要解決的問題是提供一種既能提高強度又能減低成本的納米粒子/高密度聚乙烯復合材料制備方法。本發明的技術方案采用改性的納米硫酸鋇粉體、高密度聚乙烯、雙螺桿擠出機、切粒機、注塑機，其特征是將改性的納米硫酸鋇按比例(納米粒子占高密度聚乙烯的質量百分含量為15%)與干燥的高密度聚乙烯材料充分混合后，加入到操作溫度為170220°C、螺桿轉速為160220r/min、加料螺桿轉速30150r/min的雙螺桿擠出機中經熔融共混后擠出，經水冷、切粒機造粒，粒料干燥后，用注塑機注塑成納米改性高密度聚乙烯復合材料。本方法的優點是工藝簡單、技術指標合理可靠、切實可行，易于操作，降低成本，實現了納米粒子在高密度聚乙烯材料中以納米水平分散存在，同時提高了高密度聚乙烯材料的拉伸強度和沖擊強度。具體實施例方式下面分別就影響納米改性高密度聚乙烯復合、材料性能的各種因素，介紹實施本發明的最好方式。本發明所述的納米粉體是硫酸鋇粉體(如上海安億納米材料有限公司Pla-800納米硫酸鋇)或含有硫酸鋇的礦石粉。礦石粉的主要成分為鋇、鍶、硅等多元復合物。含有硫酸鋇的礦石粉的粒徑為1050nin。本發明所述的改性的納米粉體為硬脂酸鈉包覆改性的硫酸鋇粉體，或是硬脂酸鈉包覆改性的含有硫酸鋇的礦石粉。納米改性高密度聚乙烯復合材料制備工藝如下-將改性的納米粉體與高密度聚乙烯混合，其中納米粉體在混合物中的質量百分含量為15%;然后放入高混機中，攪拌分散1040min，溫度保持在2050。C;將上述混合物經雙螺桿擠出機進行熔融共混制成改性的納米復合材料，擠出機的操作溫度為170220°C，螺桿轉速為220r/min，喂料螺桿轉速150r/min;粒料經干燥后，用注塑機注塑成力學性能測試標準樣條/納米改性高密度聚乙烯復合材料，注塑機注塑熔化溫度范圍在200250°C之間，模具溫度5095°C，注射壓力70110MPa。納米改性高密度聚乙烯復合材料加工過程中納米粒子質量百分含量與高密度聚乙烯力學性能的影響結果見表1。表l納米粒子質量百分含量與高密度聚乙烯力學性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表1可以看出，添加納米粒子同時提高了高密度聚乙烯的拉伸強度和沖擊強度；本方法制備的納米改性高密度聚乙烯復合材料經SEM照片顯示表明，納米粒子均勻地分散在高密度聚乙烯的基體中，納米粒子與高密度聚乙烯基體結合良好，納米粒子分散在高密度聚乙烯基體中的粒徑為100200nm。權利要求1、納米改性高密度聚乙烯復合材料及其制備方法，采用改性的納米硫酸鋇粉體、高密度聚乙烯、雙螺桿擠出機、切粒機、注塑機，其特征是將改性的納米硫酸鋇按比例(納米粒子占高密度聚乙烯的質量百分含量為1～5％)與干燥的高密度聚乙烯材料充分混合后，加入到操作溫度為170～220℃、螺桿轉速為160～220r/min、加料螺桿轉速30～150r/min的雙螺桿擠出機中經熔融共混后擠出，經水冷、切粒機造粒，粒料干燥后，用注塑機注塑成納米改性高密度聚乙烯復合材料。2、根據權利要求1所述的納米改性高密度聚乙烯復合材料及其制備方法，其特征是改性的納米硫酸鋇與高密度聚乙烯放入高混機中混合攪拌分散1040min，溫度保持在2050°C。3、根據權利要求1或2所述的納米改性高密度聚乙烯復合材料及其制備方法，其特征是注塑機注塑熔化溫度范圍在200250°C之間，模具溫度5095。C，注射壓力70110MPa。全文摘要納米改性高密度聚乙烯復合材料及其制備方法，涉及高性能高密度聚乙烯納米復合材料制備，需要提供一種納米粒子/高密度聚乙烯復合材料制備方法，本發明的技術方案采用改性的納米硫酸鋇粉體、高密度聚乙烯、雙螺桿擠出機、切粒機、注塑機，其特征是將改性的納米硫酸鋇按比例(納米粒子占高密度聚乙烯的質量百分含量為1～5％)與干燥的高密度聚乙烯材料充分混合后，加入到操作溫度為170～220℃、螺桿轉速為160～220r/min、加料螺桿轉速30～150r/min的雙螺桿擠出機中經熔融共混后擠出，經水冷、切粒機造粒，粒料干燥后，用注塑機注塑成納米改性高密度聚乙烯復合材料。本發明適于制備納米改性高密度聚乙烯復合材料。文檔編號C08L23/06GK101633755SQ200810040800公開日2010年1月27日申請日期2008年7月21日優先權日2008年7月21日發明者王魯民,石建高,陳曉蕾申請人:中國水產科學研究院東海水產研究所