一种用于聚乙烯(PE)的核壳粒子增韧增强母粒

一种用于聚乙烯(PE)的核壳粒子增韧增强母粒

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒。

背景技术

聚乙烯（PE）是一种质轻无毒、具有良好的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性塑料，有较高的刚性，优良的成型加工性，优异的耐湿性及化学稳定性，广泛应用于包装、化工、建筑、机械和食品加工等领域。然后，由于聚乙烯存在冲击强度较差、易脆性断裂等缺点，难以满足一些领域对性能的需求。因此，对聚乙烯增韧改性一直是高分子材料与工程研究的热点之一。目前对聚乙烯（PE）增韧增强主要有如下方法：

1、弹性体增韧改性：弹性体具有较高的韧性，与聚乙烯（PE）共混改性可以大幅度提高材料的韧性，但是弹性体的强度较低，加入弹性体其强度损失巨大；

2、无机刚性粒子增韧增强改性：将无机刚性粒子与聚乙烯（PE）及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高PE材料的拉伸强度，增强效果较好但会降低材料的韧性；

3、弹性体、无机刚性粒子两者共混改性：将弹性体、无机刚性粒子与聚乙烯（PE）及添加剂混合后挤出、造粒对材料的强度和韧性有较好的改性效果，但是弹性体、无机刚性粒子共同加入会使得两种物质的作用相互影响，从而使得PE材料的力学性能无法得到预想中的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性体与无机刚性粒子共同填充改性和具有良好协同增强增韧效果的用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂15%～30%、无机刚性粒子20%～50%、弹性体20%～40%、马来酸酐0.5%～5%、引发剂0.1%～2%、偶联剂0.5%～3%、分散剂3%～5%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的无机刚性粒子为粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙、滑石粉、云母、高岭土、二氧化硅、硅藻土、硅灰石、硫酸钡中的一种。

所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）、橡胶（NBR）中的一种。

所述的引发剂为偶氮二异、偶氮二异庚腈、异丙苯过氧化氢、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。

所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、TAS-2A分散剂、EBS分散剂中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒的制备方法，包括以下步骤：

（1）将无机刚性粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；

（2）按重量配比称取干燥后的无机刚性粒子加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和引发剂，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的弹性体，控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；

（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、偶联剂、分散剂和抗氧剂，继续搅拌10～30分钟，出料；

（4）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150℃～200℃，螺杆转速为120～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用马来酸酐对无机刚性粒子进行表面改性后与弹性体混炼和发生接枝反应，有效地形成以弹性体包覆无机刚性粒子的软壳硬核结构，使弹性体和无机刚性粒子发挥各自优点和具有良好的协同增韧增强效果，而且处理工艺简单，本发明制得的母粒应用于聚乙烯生产中具有增韧增强的改性效果好和成本低、使用方便等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂20%、粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙40%、乙烯-辛烯共聚物（POE）30%、马来酸酐3%、偶氮二异1%、钛酸酯偶联剂1.5%、聚乙烯蜡4%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将粒径在0.01μm～20μm之间的碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的碳酸钙加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和偶氮二异，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的乙烯-辛烯共聚物（POE），控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、钛酸酯偶联剂、聚乙烯蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续搅拌10～30分钟，出料；（4）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150℃～200℃，螺杆转速为120～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒。

实施例2：

一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂15%、粒径在0.01μm～20μm之间的滑石粉50%、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM）20%、马来酸酐5%、偶氮二异庚腈2%、铝钛复合偶联剂3%、EVA蜡4%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物1%。

制备方法：（1）将粒径在0.01μm～20μm之间的滑石粉在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的滑石粉加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和偶氮二异庚腈，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM），控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、铝钛复合偶联剂、EVA蜡和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续搅拌10～30分钟，出料；（4）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150℃～200℃，螺杆转速为120～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒。

实施例3：

一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒，其组分按质量百分数配比为：聚乙烯树脂30%、粒径在0.01μm～20μm之间的高岭土30%、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS）30%、马来酸酐3%、过氧化二异丙苯1.5%、硅烷偶联剂2%、TAS-2A分散剂3%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。

制备方法：（1）将粒径在0.01μm～20μm之间的高岭土在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）按重量配比称取干燥后的高岭土加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和过氧化二异丙苯，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS），控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；（3）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取的聚乙烯树脂、硅烷偶联剂、TAS-2A分散剂和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续搅拌10～30分钟，出料；（4）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在150℃～200℃，螺杆转速为120～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚乙烯（PE）的核壳粒子增韧增强母粒。