本發明涉及一種高分子材料技術領域，特別是指一種pe復合材料及其制備方法。
背景技術：
硅灰石是一種常見的無機填料，可用作增強高聚物基復合材料，硅灰石和高分子材料的相容性差，這嚴重限制了硅灰石改性高聚物的應用。
但是新型的改性硅灰石，用來改性高聚物尚沒有見于報道。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種pe復合材料及其制備方法，以解決硅灰石改性高聚物的性能，擴展pe復合材料的應用。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種pe復合材料，其組成按重量份由以下組分組成：
所述改性硅灰石的制備方法，具體步驟為：
(1)先將硅灰石與稀土溶液在高速攪拌機里進行混合，混合時間20-30min，得到初步改性硅灰石；
(2)稱取一定量的甲苯、初步改性硅灰石和催化劑放入反應釜內，通乙烯氣至乙烯溶解平衡，體系總壓強維持在160-180kpa，溫度為60-80℃，反應4-8h；
(3)將產物過濾，經醇洗滌數次，放入真空干燥箱里烘干，即得到改性硅灰石。
步驟(1)中所述硅灰石為2500目-6000目的針狀硅灰石，所述稀土溶液為氯化鑭溶液，所述硅灰石和所述氯化鑭溶液的質量比為(100-120)：(0.2-0.8)，所述的高速攪拌機的轉速為200-320r/min。
步驟(2)中的所述甲苯、所述初步改性硅灰石及所述催化劑的質量比為(80-100)：(20-28)：(0.1-0.3)，所述催化劑為ape-1茂金屬催化劑。
步驟(3)中的所述醇為乙醇、正丁醇或乙二醇，所述真空干燥箱溫度為70-90℃。
所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或幾種的混合。
所述潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
上述任一項pe復合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱取80份-100份的pe、10份-20份改性硅灰石、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤滑劑混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料。
所述步驟(2)具體為：
將步驟(1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機的料斗中擠出造粒，其中，所述雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區，一區溫度140～160℃，二區溫度180～200℃，三區溫度180～200℃，四區溫度180～200℃，五區溫度180～200℃，六區溫度180～200℃，機頭溫度180～200℃,螺桿轉速200～280r/min。
本發明的有益效果是：
1、稀土溶液處理劑中的醇羥基可以與硅灰石表面的硅羥基發生了化學結合，這有利于改善云母粉在聚烯烴基體中的分散。
2、本申請制得一種以硅灰石為核、以pe為殼的改性硅灰石，該結構的形成使得在接觸界面與pe有很好的相容性，而作為核的硅灰石貢獻二維平面增強作用，很好地解決了材料之間的相容性問題。
具體實施方式
以下通過實施例來詳細說明本發明技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發明的技術方案，而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。
本申請的各實施例中所用的原料如下：
pe(型號5070)，盤錦乙烯；硅灰石，遼寧天石礦業；氯化鑭溶液，實驗室自備；催化劑(型號ape-1)，北京化工研究院；甲苯，蚌埠華海化工；乙醇，國藥集團化學有限公司；正丁醇，駿業化工有限公司；乙二醇，國藥集團化學有限公司；
本申請各實施例中所用的測試儀器如下：
zsk30型雙螺桿擠出機，德國w&p公司；jl-1000型拉力試驗機，廣州市廣才實驗儀器公司生產；htl900-t-5b型注射成型機，海太塑料機械有限公司生產；xcj-500型沖擊測試機，承德試驗機廠生產；qt-1196型拉伸測試儀，東莞市高泰檢測儀器有限公司；qd-gjs-b12k型高速攪拌機，北京恒奧德儀器儀表有限公司。
本申請提供一種pe復合材料，其組成按重量份由以下組分組成：
改性硅灰石的制備方法，具體步驟為：
(1)先將硅灰石與稀土溶液在高速攪拌機里進行混合，混合時間20-30min，得到初步改性硅灰石；
(2)稱取一定量的甲苯、初步改性硅灰石和催化劑放入反應釜內，通乙烯氣至乙烯溶解平衡，體系總壓強維持在160-180kpa，溫度為60-80℃，反應4-8h；
(3)將產物過濾，經醇洗滌數次，放入真空干燥箱里烘干，即得到改性硅灰石。
步驟(1)中硅灰石為2500目-6000目的針狀硅灰石，稀土溶液為氯化鑭溶液，硅灰石和氯化鑭溶液的質量比為(100-120)：(0.2-0.8)，的高速攪拌機的轉速為200-320r/min。
步驟(2)中的甲苯、初步改性硅灰石及催化劑的質量比為(80-100)：(20-28)：(0.1-0.3)，催化劑為ape-1茂金屬催化劑。
步驟(3)中的醇為乙醇、正丁醇或乙二醇，真空干燥箱溫度為70-90℃。
抗氧劑為巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯(簡稱irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯(簡稱irganox1330)中的一種或幾種的混合。
潤滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
上述任一項pe復合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱取80份-100份的pe、10份-20份改性硅灰石、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤滑劑混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料。
步驟(2)具體為：
將步驟(1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機的料斗中擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機包括順次排布的六個溫度區，一區溫度140～160℃，二區溫度180～200℃，三區溫度180～200℃，四區溫度180～200℃，五區溫度180～200℃，六區溫度180～200℃，機頭溫度180～200℃,螺桿轉速200～280r/min。
制備例1
(1)將1kg2500目的硅灰石與2g氯化鑭溶液在高速攪拌機里進行混合，轉速為200r/min，混合時間20min，得到初步改性硅灰石。
(2)稱取800g甲苯、200g初步改性硅灰石和1gape-1茂金屬催化劑放入反應釜內，通乙烯氣至乙烯溶解平衡，體系總壓強維持在160kpa，溫度為60℃，反應4h；
(3)將產物過濾，經乙醇洗滌數次，放入70℃真空干燥箱里烘干，即得到改性硅灰石。
實施例1
(1)稱取80份的pe、10份制備例1的改性硅灰石、0.1份irganox168、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料p1。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度140℃，二區溫度180℃，三區溫度180℃，四區溫度180℃，五區溫度180℃，六區溫度180℃，機頭溫度180℃,螺桿轉速200r/min。
制備例2
(1)將1.2kg6000目的硅灰石與8g氯化鑭溶液在高速攪拌機里進行混合，轉速為320r/min，混合時間30min，得到初步改性硅灰石。
(2)稱取1kg甲苯、280g改性硅灰石和3gape-1茂金屬催化劑放入反應釜內，通乙烯氣至乙烯溶解平衡，體系總壓強維持在180kpa，溫度為80℃，反應8h；
(3)將產物過濾，經正丁醇洗滌數次，放入90℃真空干燥箱里烘干，即得到改性硅灰石。
實施例2
(1)稱取100份的pe、20份制備例2的改性硅灰石、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.15份硬脂酸鈣、0.15份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料p2。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度160℃，二區溫度200℃，三區溫度200℃，四區溫度200℃，五區溫度200℃，六區溫度200℃，機頭溫度200℃,螺桿轉速280r/min。
制備例3
(1)將1.1kg3000目的硅灰石與5g氯化鑭溶液在高速攪拌機里進行混合，轉速為260r/min，混合時間25min，得到初步改性硅灰石。
(2)稱取900g甲苯、240g改性硅灰石和2gape-1茂金屬催化劑放入反應釜內，通乙烯氣至乙烯溶解平衡，體系總壓強維持在170kpa，溫度為70℃，反應6h；
(3)將產物過濾，經乙二醇洗滌數次，放入80℃真空干燥箱里烘干，即得到改性硅灰石。
實施例3
(1)稱取90份的pe、15份制備例3的改性硅灰石、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.1份硬脂酸鋅、0.1份硬脂酸鉀混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料p3。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度150℃，二區溫度190℃，三區溫度190℃，四區溫度190℃，五區溫度190℃，六區溫度190℃，機頭溫度190℃；螺桿轉速240r/min。
制備例4
(1)將1.2kg5000目的硅灰石與7g氯化鑭溶液在高速攪拌機里進行混合，轉速為280r/min，混合時間24min，得到初步改性硅灰石。
(2)稱取850g甲苯、260g改性硅灰石和3gape-1茂金屬催化劑放入反應釜內，通乙烯氣至乙烯溶解平衡，體系總壓強維持在160kpa，溫度為80℃，反應8h；
(3)將產物過濾，經乙二醇洗滌數次，放入90℃真空干燥箱里烘干，即得到改性硅灰石復合材料。
實施例4
(1)稱取85份的pe、18份制備例4的改性硅灰石、0.1份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份硬脂酸鈣、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料p4。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度155℃，二區溫度195℃，三區溫度195℃，四區溫度195℃，五區溫度195℃，六區溫度195℃，機頭溫度195℃；螺桿轉速260r/min。
制備例5
(1)將1kg4500目的硅灰石與3g氯化鑭溶液在高速攪拌機里進行混合，轉速為290r/min，混合時間28min，得到初步改性硅灰石。
(2)稱取950g甲苯、260g改性硅灰石和3gape-1茂金屬催化劑放入反應釜內，通乙烯氣至乙烯溶解平衡，體系總壓強維持在175kpa，溫度為75℃，反應7h；
(3)將產物過濾，經乙醇洗滌數次，放入85℃真空干燥箱里烘干，即得到改性硅灰石。
實施例5
(1)稱取88份的pe、14份制備例5的改性硅灰石、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份硬脂酸鈣、0.2份硬脂酸鉀混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料p4。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度145℃，二區溫度185℃，三區溫度185℃，四區溫度185℃，五區溫度185℃，六區溫度185℃，機頭溫度185℃；螺桿轉速255r/min。
對比例1
(1)稱取85份的pe、15份硅灰石、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份硬脂酸鈣、0.1份硬脂酸鉀混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到pe復合材料d1。
其中雙螺桿擠出機各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度145℃，二區溫度185℃，三區溫度185℃，四區溫度185℃，五區溫度185℃，六區溫度185℃，機頭溫度185℃；螺桿轉速255r/min。
將上述應用例1-5及比例1制備的pe復合材料用注塑機制成樣條,其產品性能數據如下表所示:
由上表可以看出：
實施例1-5的拉伸強度、彎曲強度、懸臂梁沖擊強度要比對比例1的要大，這說明加入改性硅灰石改性pe比單純加入硅灰石的物理性能更好。
這表明本申請制備的pe復合材料很好地解決了材料之間的相容性問題，有利于得到性能優良的高分子復合材料。
以上公開的僅為本申請的幾個具體實施例，但本申請并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護范圍內。