專利名稱：：納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高性能高密度聚乙烯納米復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：無(wú)機(jī)納米粒子平均粒徑處于宏觀與微觀的過(guò)度區(qū)，表面原子多、比表面積大且表面能高，能顯示出獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等特性，具有許多常規(guī)材料不具有的特性，納米粒子可以對(duì)聚合物明顯改性，賦予高分子材料某些特殊性能?，F(xiàn)有發(fā)明專利"一種高性能高分子量聚乙烯/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料的制備"(公開(kāi)號(hào)CN1300234C)是通過(guò)偶聯(lián)處理和微交聯(lián)實(shí)現(xiàn)有機(jī)聚合體在層狀硅酸鹽外表面及層間的粘合力；現(xiàn)有發(fā)明專利"納米碳酸鈣/聚乙烯復(fù)合材料的制備"(公開(kāi)號(hào)CN1373151A)是將納米碳酸鈣偶聯(lián)劑處理，將改性粒子與聚乙烯材料混合，擠出制備納米復(fù)合材料；現(xiàn)有發(fā)明專利"碳納米管與聚乙烯復(fù)合材料的原位聚合制備方法"(公開(kāi)號(hào)CN1640923A)制備的碳納米管負(fù)載催化劑在烷基金屬化合物助催化劑存在下進(jìn)行乙烯聚合，得到碳納米管與聚乙烯的復(fù)合物。上述的三項(xiàng)公開(kāi)的發(fā)明專利都在一定程度提高了聚乙烯的力學(xué)強(qiáng)度，但是層狀納米硅酸鹽和碳納米管的價(jià)格昂貴，且表面處理工藝復(fù)雜；納米碳酸鈣雖然價(jià)格低廉，其制備的納米復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度有一定的提高，但是對(duì)聚乙烯沖擊強(qiáng)度的提高十分有限，需要一種既能提高強(qiáng)度又能減低成本的納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料制備方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的問(wèn)題是提供一種既能提高強(qiáng)度又能減低成本的納米粒子/高密度聚乙烯復(fù)合材料制備方法。本發(fā)明的技術(shù)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(jī)、切粒機(jī)、注塑機(jī)，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(zhì)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(zhuǎn)速為160220r/min、加料螺桿轉(zhuǎn)速30150r/min的雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融共混后擠出，經(jīng)水冷、切粒機(jī)造粒，粒料干燥后，用注塑機(jī)注塑成納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料。本方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)指標(biāo)合理可靠、切實(shí)可行，易于操作，降低成本，實(shí)現(xiàn)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(shí)提高了高密度聚乙烯材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。具體實(shí)施例方式下面分別就影響納米改性高密度聚乙烯復(fù)合、材料性能的各種因素，介紹實(shí)施本發(fā)明的最好方式。本發(fā)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(fù)合物。含有硫酸鋇的礦石粉的粒徑為1050nin。本發(fā)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(fù)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(zhì)量百分含量為15%;然后放入高混機(jī)中，攪拌分散1040min，溫度保持在2050。C;將上述混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混制成改性的納米復(fù)合材料，擠出機(jī)的操作溫度為170220°C，螺桿轉(zhuǎn)速為220r/min，喂料螺桿轉(zhuǎn)速150r/min;粒料經(jīng)干燥后，用注塑機(jī)注塑成力學(xué)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣條/納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料，注塑機(jī)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(fù)合材料加工過(guò)程中納米粒子質(zhì)量百分含量與高密度聚乙烯力學(xué)性能的影響結(jié)果見(jiàn)表1。表l納米粒子質(zhì)量百分含量與高密度聚乙烯力學(xué)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(shí)提高了高密度聚乙烯的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度；本方法制備的納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料經(jīng)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(jié)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(quán)利要求1、納米改性高密度聚乙烯復(fù)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(jī)、切粒機(jī)、注塑機(jī)，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(zhì)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(zhuǎn)速為160～220r/min、加料螺桿轉(zhuǎn)速30～150r/min的雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融共混后擠出，經(jīng)水冷、切粒機(jī)造粒，粒料干燥后，用注塑機(jī)注塑成納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米改性高密度聚乙烯復(fù)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(jī)中混合攪拌分散1040min，溫度保持在2050°C。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征是注塑機(jī)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(fù)合材料及其制備方法，涉及高性能高密度聚乙烯納米復(fù)合材料制備，需要提供一種納米粒子/高密度聚乙烯復(fù)合材料制備方法，本發(fā)明的技術(shù)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(jī)、切粒機(jī)、注塑機(jī)，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(zhì)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(zhuǎn)速為160～220r/min、加料螺桿轉(zhuǎn)速30～150r/min的雙螺桿擠出機(jī)中經(jīng)熔融共混后擠出，經(jīng)水冷、切粒機(jī)造粒，粒料干燥后，用注塑機(jī)注塑成納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料。本發(fā)明適于制備納米改性高密度聚乙烯復(fù)合材料。文檔編號(hào)C08L23/06GK101633755SQ200810040800公開(kāi)日2010年1月27日申請(qǐng)日期2008年7月21日優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日發(fā)明者王魯民,石建高,陳曉蕾申請(qǐng)人:中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所