核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其組分按質量百分數(shù)配比為：聚乙烯樹脂60%～80%、無機剛性粒子8%～12%、二異氰酸酯0.5%～2%、乙二醇1%～4%、阻燃劑8%～20%、抗靜電母粒3%～5%、相容劑2%～6%、光穩(wěn)定劑0.5%～2%、主抗氧劑0.1%～0.8%、輔抗氧劑0.1%～0.4%、分散劑0.1%～1%。本發(fā)明采用二異氰酸酯與乙二醇在混合機中攪拌和加成聚合生成聚氨酯彈性體包覆在無機剛性粒子表面，形成以無機剛性粒子為核、彈性體為殼的核殼結構，使其發(fā)揮各自優(yōu)點和良好的協(xié)同增強增韌效果，同時所得制品的抗靜電效果好，阻燃效能高，達到UL94-0阻燃級標準，還能夠較好地避免易老化等問題。
【專利說明】 核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術領域】，具體地說是一種核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末。

【背景技術】
[0002]聚乙烯(PE)價格低廉，成型加工容易，而且具有許多優(yōu)良性能，因而需求量大，應用面廣，但其耐有機溶劑和抗靜電性能不好、沖擊韌性不足、易燃燒等缺點限制它的應用范圍，而且聚乙烯較易老化，特別是在光照或在受熱的情況下老化的速度更快，故而改善聚乙烯耐老化性能具有非常重要意義，同時聚乙烯用作電絕緣材料時，其表面容易產(chǎn)生靜電，給實際生產(chǎn)帶來安全隱患。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其組分按質量百分數(shù)配比為:聚乙烯樹脂60%?80%、無機剛性粒子8%?12%、二異氰酸酯0.5%?2%、乙二醇1%?4%、阻燃劑8%?20%、抗靜電母粒3%?5%、相容劑2%?6%、光穩(wěn)定劑0.5%?2%、主抗氧劑0.1%?0.8%、輔抗氧劑0.1%?0.4%、分散劑0.1% ?1%。
[0005]所述的無機剛性粒子為粒子在0.01 μ m?20 μπι之間的碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉、硅藻土、蒙脫土、高嶺土和硫酸鋇中的一種。
[0006]所述的阻燃劑為四溴雙酚A碳酸酯齊聚物。
[0007]所述的抗靜電母粒為由聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS)25wt%和季戍四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗靜電母粒。
[0008]所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)0
[0009]所述的光穩(wěn)定劑為受阻胺類高分子光穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外線吸收劑、二苯甲酮類紫外線吸收劑、雙(3，5- 二叔丁基-4-羥基芐基膦酸單乙酯)鎳中的一種。
[0010]所述的主抗氧劑為四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β- (3,5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯。
[0011 ] 所述的輔抗氧劑為亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯或雙(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。
[0012]所述的分散劑為TAS-2A分散劑。
[0013]上述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末的制備方法，包括以下步驟:
(I)制備抗靜電母粒:按重量稱取聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS)25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合機或超聲波發(fā)生器中混合10?30分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機熔融共混、冷卻、切粒、干燥后制得抗靜電母粒，待用；
(2)將按重量配比稱取的無機剛性粒子和乙二醇加入料筒溫度為25V?70°C混合機中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆；
(3)然后在混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、阻燃劑、抗靜電母粒、相容齊U、光穩(wěn)定劑、主抗氧劑、輔抗氧劑和分散劑，在不低于3000轉/分鐘的轉速下攪拌10?30分鐘；
(4)再將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機充分熔融共混，熔融溫度控制在150°C?200°C，螺桿轉速為120?600轉/分鐘，通過雙螺桿擠出機的剪切、混煉10?15分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，然后通過塑料粉碎機碎成細粉并過篩，取180?200目的組成即得本發(fā)明的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用二異氰酸酯與乙二醇在混合機中攪拌和加成聚合生成聚氨酯彈性體包覆在無機剛性粒子表面，形成以無機剛性粒子為核、彈性體為殼的核殼結構，使其發(fā)揮各自優(yōu)點和良好的協(xié)同增強增韌效果，而且加工性能好，成本低，處理工藝簡單；同時所得制品的抗靜電效果好(表面電阻率可達18?111 Ω.πι)，阻燃效能高(氧指數(shù)為32以上)，達到UL94-0阻燃級標準，還能夠較好地避免易老化等問題，具有較好的實用價值和應用前景。

【具體實施方式】
[0015]下面結合具體實施例來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0016]實施例1:
一種核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其組分按質量百分數(shù)配比為:聚乙烯樹脂62%、粒子在0.01 μ m?20 μ m之間的碳酸鈣10%、二異氰酸酯1.5%、乙二醇2%、四溴雙酚A碳酸酯齊聚物15%、抗靜電母粒4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA) 3%、受阻胺類高分子光穩(wěn)定劑1.2%、四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5%、亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯0.3%、TAS-2A分散劑0.5%。所述的抗靜電母粒為由聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS)25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗靜電母粒。
[0017]制備方法:(I)制備抗靜電母粒:按重量稱取聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS) 25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合機或超聲波發(fā)生器中混合10?30分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機熔融共混、冷卻、切粒、干燥后制得抗靜電母粒，待用；(2)將按重量配比稱取的粒子在0.01 μ m?20 μ m之間的碳酸鈣和乙二醇加入料筒溫度為25 V?70°C混合機中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆；(3)然后在混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、四溴雙酚A碳酸酯齊聚物、抗靜電母粒、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、受阻胺類高分子光穩(wěn)定劑、四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯和TAS-2A分散劑，在不低于3000轉/分鐘的轉速下攪拌10?30分鐘；(4)再將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機充分熔融共混，熔融溫度控制在150°C?200°C，螺桿轉速為120?600轉/分鐘，通過雙螺桿擠出機的剪切、混煉10?15分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，然后通過塑料粉碎機碎成細粉并過篩，取180?200目的組成即得本發(fā)明的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末。
[0018]實施例2:
一種核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其組分按質量百分數(shù)配比為:聚乙烯樹脂70%、粒子在0.01 μ m?20 μ m之間的滑石粉8%、二異氰酸酯1%、乙二醇2%、四溴雙酚A碳酸酯齊聚物10%、抗靜電母粒4%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA) 3%、二苯甲酮類紫外線吸收劑1%、β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯0.4%、雙(2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯0.2%、TAS-2A分散劑0.4%。所述的抗靜電母粒為由聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS)25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗靜電母粒。
[0019]制備方法:(I)制備抗靜電母粒:按重量稱取聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS) 25wt%和季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合機或超聲波發(fā)生器中混合10?30分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機熔融共混、冷卻、切粒、干燥后制得抗靜電母粒，待用；(2)將按重量配比稱取的粒子在0.01 μ m?20 μ m之間的滑石粉和乙二醇加入料筒溫度為25 V?70°C混合機中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆；(3)然后在混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、四溴雙酚A碳酸酯齊聚物、抗靜電母粒、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、二苯甲酮類紫外線吸收劑、β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、雙(2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯和TAS-2A分散劑，在不低于3000轉/分鐘的轉速下攪拌10?30分鐘；(4)再將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機充分熔融共混，熔融溫度控制在150°C?200°C，螺桿轉速為120?600轉/分鐘，通過雙螺桿擠出機的剪切、混煉10?15分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，然后通過塑料粉碎機碎成細粉并過篩，取180?200目的組成即得本發(fā)明的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末。
【權利要求】
1.一種核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，其組分按質量百分數(shù)配比為:聚乙烯樹脂60%?80%、無機剛性粒子8%?12%、二異氰酸酯0.5%?2%、乙二醇1%?4%、阻燃劑8%?20%、抗靜電母粒3%?5%、相容劑2%?6%、光穩(wěn)定劑0.5%?2%、主抗氧劑0.1%?0.8%、輔抗氧劑0.1%?0.4%、分散劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的無機剛性粒子為粒子在0.01 μ m?20 μ m之間的碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉、硅藻土、蒙脫土、高嶺土和硫酸鋇中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的阻燃劑為四溴雙酚A碳酸酯齊聚物。
4.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的抗靜電母粒為由聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS) 25wt%和季戍四醇硬脂酸酯5wt%共混而制得的抗靜電母粒。
5.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)。
6.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的光穩(wěn)定劑為受阻胺類高分子光穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外線吸收劑、二苯甲酮類紫外線吸收劑、雙(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基膦酸單乙酯)鎳中的一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的主抗氧劑為四[β_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(3，5- 二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八碳醇酯。
8.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的輔抗氧劑為亞磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯或雙(2，4- 二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。
9.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末，其特征在于，所述的分散劑為TAS-2A分散劑。
10.根據(jù)權利要求1所述的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)制備抗靜電母粒:按重量稱取聚乙烯樹脂基體70wt%、硬脂酸單甘酯(GMS)25wt°/c^P季戊四醇硬脂酸酯5wt%，然后加入高速混合機或超聲波發(fā)生器中混合10?30分鐘，再將混合好的物料加入雙螺桿擠出機熔融共混、冷卻、切粒、干燥后制得抗靜電母粒，待用； (2)將按重量配比稱取的無機剛性粒子和乙二醇加入料筒溫度為25°C?70°C混合機中低速攪拌5?15分鐘，再加入二異氰酸酯高速攪拌10?60分鐘，使充分加成聚合與包覆； (3)然后在混合機中再加入按重量配比稱取的聚乙烯樹脂、阻燃劑、抗靜電母粒、相容齊U、光穩(wěn)定劑、主抗氧劑、輔抗氧劑和分散劑，在不低于3000轉/分鐘的轉速下攪拌10?30分鐘； (4)再將上述混合好的物料加入雙螺桿擠出機充分熔融共混，熔融溫度控制在150°C?200°C，螺桿轉速為120?600轉/分鐘，通過雙螺桿擠出機的剪切、混煉10?15分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥，然后通過塑料粉碎機碎成細粉并過篩，取180?200目的組成即得本發(fā)明的核殼結構增韌和具有阻燃抗靜電耐老化聚乙烯粉末。
【文檔編號】C08J3/22GK104419051SQ201310399519
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權日:2013年9月5日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:青島欣展塑膠有限公司