一種新型高強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體屬于一種聚乙烯結(jié)構(gòu)性復(fù)合材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)材料技術(shù)作為國(guó)家科技發(fā)展規(guī)劃中關(guān)鍵的領(lǐng)域之一，是現(xiàn)代工業(yè)的關(guān)鍵技 術(shù)。復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀(微觀） 上組成具有新性能的材料，在航天航空、船舶、汽車工業(yè)及化工、紡織和機(jī)械制造，甚至于軍 事領(lǐng)域上均有廣泛的應(yīng)用。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于復(fù)合材料的應(yīng)用 投入大量增加，使得目前現(xiàn)有的復(fù)合材料品種、規(guī)格、性能等遠(yuǎn)不能滿足發(fā)展需求。研制高 性能復(fù)合材料，使其應(yīng)用范圍內(nèi)的產(chǎn)品具有更高的安全性、可靠性、環(huán)境適應(yīng)性，提升維修 性、測(cè)試性和保障性，已成為新材料研究的必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上面所述缺陷，提供一種可同時(shí)提高材料的剛性、韌性以及 耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性，且同時(shí)具有較好的耐磨性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性耐熱性和剛性、抗靜電 性、降解性、阻燃性等性能的新型高強(qiáng)復(fù)合材料。
[0004] 本發(fā)明的另一目的是提供一種新型高強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0006]-種新型高強(qiáng)復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量份的材料制成：線性低密度聚乙 烯LLDPE100重量份、高密度聚乙烯HDPE2_10重量份、聚酰胺PA(尼龍）1_5重量份、 強(qiáng)氧化劑0.1-2重量份、PE淀粉1-5重量份、炭黑1-8重量份、阻燃劑1-5重量份。
[0007] 優(yōu)選的，所述新型高強(qiáng)復(fù)合材料由以下重量份的材料制成：性低密度聚乙烯 LLDPE100重量份、高密度聚乙烯HDPE8重量份、尼龍日本宇部PLX-19 4重量份、強(qiáng)氧 化劑1重量份、PE淀粉3重量份、炭黑4重量份、阻燃劑3重量份。
[0008] 所述線性低密度聚乙烯LLDPE熔體流動(dòng)速率2-15g/10min，密度0.925-0. 940g/ cm3 ;高密度聚乙烯HDPE熔體流動(dòng)速率2-15g/10min，密度0.940-0. 960g/cm3 ;尼龍日本 宇部PLX-19密度1. 08-1. 24g/cm3，分子量為15000-30000 ;用作交聯(lián)劑的強(qiáng)氧化劑為有 機(jī)過(guò)氧化物過(guò)氧化二異丙苯；阻燃劑為添加型無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂。
[0009]-種新型高強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，由下列步驟制成：先將線性低密 度聚乙烯與高密度聚乙烯、尼龍與氧化劑交聯(lián)共聚改性，然后加入PE淀粉、炭黑、阻燃劑用 擠出造粒的方法得到該復(fù)合材料。
[0010] 優(yōu)選的，一種新型高強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法由下列步驟制成：先將線性低密度聚 乙烯100重量份與高密度聚乙烯8重量份、尼龍日本宇部PLX-19 4重量份與氧化劑 1重量份交聯(lián)共聚改性，再將PE淀粉3重量份、炭黑4重量份、阻燃劑3重量份加入高速 混合機(jī)，然后在溫度170_220°C條件下用造粒機(jī)擠出造粒，即得到該高強(qiáng)復(fù)合材料。
[0011] 所述線性低密度聚乙烯LLDPE熔體流動(dòng)速率2-15g/10min，密度0.925-0. 940g/ cm3 ;高密度聚乙烯HDPE熔體流動(dòng)速率2-15g/10min，密度0.940-0. 960g/cm3 ;尼龍日本 宇部PLX-19密度1. 08-1. 24g/cm3，分子量為15000-30000 ;用作交聯(lián)劑的強(qiáng)氧化劑為有 機(jī)過(guò)氧化物過(guò)氧化二異丙苯；阻燃劑為添加型無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂。
[0012] 其中，PE淀粉、炭黑、阻燃劑添加重量份不大于優(yōu)選方案時(shí)，可以加入添加劑，如有 機(jī)或無(wú)機(jī)填料、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、發(fā)泡劑、著色劑，所加量不影響本發(fā)明 目的。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明綜合使用性能優(yōu)異，可同時(shí)提高材料的剛性、韌性以 及耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性。具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能，流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、抗沖擊性較好，同時(shí)具 有較好的耐磨性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、耐熱性和剛性、抗靜電性、降解性、阻燃性等性能。具 體優(yōu)點(diǎn)如下： 1、線性低密度聚乙烯LLDPE與高密度聚乙烯HDPE共聚改性：增強(qiáng)耐磨性。
[0014] 低密度LLDPE較柔軟，強(qiáng)度低；高密度HDPE強(qiáng)度大，韌性較差，兩者共混，可取長(zhǎng) 補(bǔ)短，制得硬度相異的PE材料。LLDPE共混體系中加入HDPE，則由于LLDPE與HDPE部分共 晶，而達(dá)到改善其性能的目的。
[0015] 2、LLDPE與聚酰胺PA化學(xué)交聯(lián)改性：增強(qiáng)油類阻隔性。
[0016] 將PA摻入LLDPE可提高LLDPE對(duì)氧及烴類溶劑的阻隔性。但由于分子結(jié)構(gòu)的差 異，PA與LLDPE的相容性差，通過(guò)化學(xué)交聯(lián)改性使LLDPE的物理力學(xué)強(qiáng)度大大提高，并顯著 改善其耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、耐腐蝕性、抗蠕變性及耐候性，增強(qiáng)LLDPE與PA的界面相互作 用，從而拓寬其應(yīng)用范圍。由過(guò)氧化物或偶氮化合物分解所產(chǎn)生的自由基與LLDPE分子中 不飽和點(diǎn)生成活躍中心，通過(guò)單體把這些活躍中心連結(jié)起來(lái)就成為化學(xué)交聯(lián)聚乙烯?；瘜W(xué) 交聯(lián)所用的交聯(lián)劑為有過(guò)氧化物過(guò)氧化二異丙苯，它的作用就是改變分子鏈結(jié)構(gòu)，從而改 善LLDPE性能。
[0017] 3、生物降解聚乙烯：增加可降解性。
[0018] 將淀粉經(jīng)變性處理后加入LLDPE中可制得淀粉塑料，埋入土壤后由于淀粉的存 在，具有微生物可降解性。PE/淀粉降解塑料不但可以直接作為碳源被微生物利用，并能為 微生物次代謝物所腐蝕。
[0019] 4、導(dǎo)電聚乙烯：增加導(dǎo)電性。
[0020] 絕緣的LLDPE與導(dǎo)電填料(如炭黑、金屬粉）復(fù)合可得導(dǎo)電性新型功能材料。這類 材料具有重要的理論研究?jī)r(jià)值，而且在抗靜電、導(dǎo)電、自由控制面發(fā)熱體、電磁屏蔽等諸多 領(lǐng)域有極為廣泛的應(yīng)用前景。
[0021] 5、阻燃聚乙烯：增加阻燃性。
[0022] 將無(wú)機(jī)填料氫氧化鎂Mg(0H)2添加在LLDPE中可使產(chǎn)品具有阻燃作用。氫氧化鎂 Mg(0H) 2在340°C以上便發(fā)生分解，生成氧化鎂和水，吸收燃燒物表面的熱量。生成大量的 水分有稀釋和隔絕燃燒物表面空氣(氧氣）的作用，分解生成的活性氧化鎂固體則是耐高溫 物質(zhì)，附著于可燃物表面進(jìn)一步阻止燃燒的進(jìn)行。氫氧化鎂分解時(shí)不產(chǎn)生腐蝕性和有毒氣 體，而且它呈堿性，可以吸收和中和燃燒稀釋放出的酸性氣體如二氧化碳、二氧化硫和氮氧 化物，分解生產(chǎn)的活性氧化鎂也可以吸收燃燒時(shí)產(chǎn)生的有害其他、煙霧和未完全燃燒的融 化殘留物，消除煙霧，使熔滴的產(chǎn)生過(guò)程停止，從而達(dá)到阻燃的目