專利名稱：納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體地說是一種納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我們知道，20世紀80年代以來，一個新興的科技領(lǐng)域——納米科學與納米技術(shù)得以誕生并蓬勃發(fā)展。迄今，納米科技己經(jīng)滲透到材料、電子、化學、生物等領(lǐng)域，尤其在材料領(lǐng)域的應(yīng)用。納米塑料是一種高科技新材料，是無機填充物以納米尺寸分散在有機聚合物基體中形成的有機/無機納米復(fù)合材料。聚乙烯塑料的化學性質(zhì)穩(wěn)定，但強度低，易變形， 不耐熱，易燃燒，這樣就限制了聚乙烯的應(yīng)用。采用納米技術(shù)對聚乙烯塑料進行改性，可以提高聚乙烯的性能，擴大聚乙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。由于納米粒子具有的小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、不飽和價效應(yīng)和電子隧道效應(yīng)等表面效應(yīng)，運用納米技術(shù)在分子水平上重組物質(zhì)結(jié)構(gòu)，可使新生成的耐磨材料具有抗擠壓、耐磨擦、潤滑的性能。例如，納米塑料的耐磨性是黃銅的27倍、鋼鐵的7倍。摩擦磨損是普遍存在的自然現(xiàn)象。摩擦損失了世界一次性能源的1/3以上，磨損是材料與設(shè)備破壞和失效的3種主要形式之一。納米塑料不但可以極大地改善高分子材料性能，同時可以簡化加工步驟，降低成本，大大提高傳統(tǒng)材料的性價比，用量小，功能強，符合安全、綠色、環(huán)保的發(fā)展方向，因此具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是生產(chǎn)納米氮化硅粉體填料耐磨塑料，通過材料選擇，配方優(yōu)化，工藝調(diào)整，使材料的耐磨性能得到優(yōu)化，同時，提高材料的抗擠壓、潤滑性能。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料，經(jīng)下列步驟制得，稱取氯磺化聚乙烯溶于三氯甲烷中制取母液備用，把氯磺化聚乙烯、 炭黑、氧化鋅、硬脂酸、N，N’ - 二苯基對苯二胺、二甘醇、硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸鋅溶于三氯甲烷中，在密煉機和開煉機中經(jīng)二段混煉制備母料；稱取納米氮化硅粉體放入容器中，加入三氯甲烷，超聲分散IOmin制備改性納米氮化硅填料，把母料、母液和改性納米氮化硅填料在高速混合機中加溫混合均勻，在注塑機上加溫注塑成型，
其技術(shù)特征是，原料組成以重量百分比計包括
母料熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂95% 98%、炭黑1% 3%、氧化鋅0. 2% 0. 6%、硬脂酸0. 2% 0. 6%、N, N，- 二苯基對苯二胺0. 05% 0. 2%、二甘醇0. 05% 0. 2%、二乙基二硫代氨基甲酸鋅0. 1% 0. 4% ；
母液氯磺化聚乙烯樹脂2 5 3 5 %融入三氯甲烷6 5 7 5 % ； 填料納米氮化硅粉體2 5 3 5 %，加入三氯甲烷6 5 7 5 % ； 納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料母料70% 85%、填料1% 5%、母液10% 25%。一種制造前述納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料的制備方法，它可以用下述方法得到，其中原料組成以重量百分比計
母液配制將氯磺化聚乙烯樹脂粉末2 5 3 5 %和三氯甲烷6 5 7 5 %混合均勻，待完全溶解，待用；
母料生產(chǎn)將熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂95% 98%、炭黑1% 3%、氧化鋅0. 2% 0. 6%、硬脂酸0. 2% 0. 6%、N, N，- 二苯基對苯二胺0. 05% 0. 2%、二甘醇0. 05% 0. 2%、二乙基二硫代氨基甲酸鋅0. 1% 0. 4%，在高速混合機混合均勻，在密煉機和開煉機中進行兩段混煉，一段混煉在密煉機中進行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60r*min-l ； 二段混煉在開煉機上進行，輥筒速比為1 :1. 25，前輥溫度為55°C，后輥溫度為45°C，排膠溫度為50°C左右；混煉膠在平板硫化機上硫化，硫化條件為180°C X6 min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷， 切粒，待用；
填料制備稱取納米氮化硅粉體2 5 3 5 <%放入容器中，加入三氯甲烷6 5 7 5 %，超聲分散IOmin得改性納米氮化硅粉體填料，備用；
納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料的生產(chǎn)將母料70% 85%、填料1% 5%、母液 10% 25%，在高速混合機中加溫混合均勻，在注塑機上加溫注塑成型。本發(fā)明具有較高的耐磨度、優(yōu)良的力學性能及良好的加工性能，并且生產(chǎn)成本低， 對環(huán)境無污染。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述 實施例一
1.原材料干燥氯磺化聚乙烯樹脂60—80°C干燥10小時，水分含量保證在0. 05%以下。2.母液配制將10千克氯磺化聚乙烯樹脂粉末和30千克的三氯甲烷混合均勻， 待完全溶解，待用。3.母料生產(chǎn)將熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂粉末95 千克、炭黑N770 3千克、氧化鋅600克；硬脂酸600克；防老劑N，N’ - 二苯基對苯二胺200 克、軟化劑二甘醇200、促進劑二乙基二硫代氨基甲酸鋅400，在高速混合機混合均勻，在密煉機和開煉機中進行兩段混煉，一段混煉在密煉機中進行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60r*min-l ；二段混煉在開煉機上進行，輥筒速比為1 :1. 25，前輥溫度為55°C，后輥溫度為45°C，排膠溫度為 50°C左右；混煉后在平板硫化機上硫化，硫化條件為180°C X 6 min。產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒， 待用。防老劑N，N’ - 二苯基對苯二胺用于防止熱合成反應(yīng)中的氧化反應(yīng)，軟化劑二甘醇用于降低合成產(chǎn)品的硬度，促進劑二乙基二硫代氨基甲酸鋅用于加快反應(yīng)速度。4.納米氮化硅粉體填料的制備稱取3. 5克納米氮化硅粉體放入大燒杯中，加入6. 5千克三氯甲烷，超聲分散IOmin左右得改性納米氮化硅粉體填料，備用。5.納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料的生產(chǎn)將母料84千克、母液30千克、納米氮化硅粉體填料6千克，在高速混合機中加溫混合均勻，在高速混合機中加溫混合均勻， 在注塑機上加溫注塑成型。
實施例二
1.原材料干燥氯磺化聚乙烯樹脂60—80°C干燥10小時，水分含量保證在0. 05%以下。2.母液配制將14千克氯磺化聚乙烯樹脂粉末和沈千克的三氯甲烷混合均勻， 待完全溶解，待用。3.母料生產(chǎn)將熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂粉末 98千克、炭黑N770 1千克、氧化鋅300克；硬脂酸200克；防老劑N，N’ - 二苯基對苯二胺 50克、軟化劑二甘醇50、促進劑二乙基二硫代氨基甲酸鋅400，在高速混合機混合均勻，在密煉機和開煉機中進行兩段混煉，一段混煉在密煉機中進行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60r*min-l ；二段混煉在開煉機上進行，輥筒速比為1 :1. 25，前輥溫度為55 °C，后輥溫度為45 °C，排膠溫度為50°C左右；混煉后在平板硫化機上硫化，硫化條件為180°C X6 min.產(chǎn)物經(jīng)過水冷，切粒，待用。防老劑N，N’ - 二苯基對苯二胺用于防止熱合成反應(yīng)中的氧化反應(yīng)，軟化劑二甘醇用于降低合成產(chǎn)品的硬度，促進劑二乙基二硫代氨基甲酸鋅用于加快反應(yīng)速度。4.納米氮化硅粉體填料的制備稱取2. 5克納米氮化硅粉體放入大燒杯中，加入7. 5千克三氯甲烷，超聲分散IOmin左右得改性納米氮化硅粉體填料，備用。5.納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料的生產(chǎn)將母料93. 5千克、母液11千克、納米氮化硅粉體填料5. 5千克，在高速混合機中加溫混合均勻，在高速混合機中加溫混合均勻，在注塑機上加溫注塑成型。實施例三
本發(fā)明還可通過下列實施例(重量％)來實現(xiàn)，其制備方法與前述實施例相同 本發(fā)明中配方分為三部分，各部分單獨生產(chǎn)或配制，最后一起使用。各配方中組合物的組分為
1、母料熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂97%、炭黑1.5%、氧
化鋅0. 5%、硬脂酸0. 4%、N, N’ - 二苯基對苯二胺0. 15%、二甘醇0. 15%、二乙基二硫代氨基甲酸鋅0. 3% ；
2、母液氯磺化聚乙烯樹脂30%融入三氯甲烷70%；
3、填料納米氮化硅粉體32%，加入三氯甲烷68%；
4、納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料母料80%、填料4%、母液16%。實施例四
本發(fā)明還可通過下列實施例(重量％)來實現(xiàn)，其制備方法與前述實施例相同 本發(fā)明中配方分為三部分，各部分單獨生產(chǎn)或配制，最后一起使用。各配方中組合物的組分為
母料熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂96%、炭黑3%、氧化鋅 0. 3%、硬脂酸0. 3%、N, N’ - 二苯基對苯二胺0. 1%、二甘醇0. 1%、二乙基二硫代氨基甲酸鋅 0. 2% ；
母液氯磺化聚乙烯樹脂融入三氯甲烷72% ； 填料納米氮化硅粉體31%，加入三氯甲烷69% ； 納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料母料75%、填料3%、母液22%。
權(quán)利要求
1.一種納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料，經(jīng)下列步驟制得，稱取氯磺化聚乙烯溶于三氯甲烷中制取母液備用，把氯磺化聚乙烯、炭黑、氧化鋅、硬脂酸、N，N’ - 二苯基對苯二胺、二甘醇、硫磺、二乙基二硫代氨基甲酸鋅溶于三氯甲烷中，在密煉機和開煉機中經(jīng)二段混煉制備母料；稱取納米氮化硅粉體放入容器中，加入三氯甲烷，超聲分散IOmin制備改性納米氮化硅填料，把母料、母液和改性納米氮化硅填料在高速混合機中加溫混合均勻，在注塑機上加溫注塑成型，其技術(shù)特征是，原料組成以重量百分比計包括母料熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂95% 98%、炭黑1% 3%、氧化鋅0. 2% 0. 6%、硬脂酸0. 2% 0. 6%、N, N，- 二苯基對苯二胺0. 05% 0. 2%、二甘醇0. 05% 0. 2%、二乙基二硫代氨基甲酸鋅0. 1% 0. 4% ；母液氯磺化聚乙烯樹脂2 5 3 5 %融入三氯甲烷6 5 7 5 % ； 填料納米氮化硅粉體2 5 3 5 %，加入三氯甲烷6 5 7 5 % ； 納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料母料70% 85%、填料1% 5%、母液10% 25%。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料的制備方法，它用下述方法得到，其中原料組成以重量百分比計母液配制將氯磺化聚乙烯樹脂粉末2 5 3 5 %和三氯甲烷6 5 7 5 %混合均勻，待完全溶解，待用；母料生產(chǎn)將熔融指數(shù)范圍在6 20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂95% 98%、炭黑1% 3%、氧化鋅0. 2% 0. 6%、硬脂酸0. 2% 0. 6%、N, N，- 二苯基對苯二胺0. 05% 0. 2%、二甘醇0. 05% 0. 2%、二乙基二硫代氨基甲酸鋅0. 1% 0. 4%，在高速混合機混合均勻，在密煉機和開煉機中進行兩段混煉，一段混煉在密煉機中進行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為60r*min-l ； 二段混煉在開煉機上進行，輥筒速比為1 :1. 25，前輥溫度為55°C，后輥溫度為45°C，排膠溫度為50°C左右；混煉膠在平板硫化機上硫化，硫化條件為180°C X6 min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷， 切粒，待用；填料制備稱取納米氮化硅粉體2 5 3 5 <%放入容器中，加入三氯甲烷6 5 7 5 %，超聲分散IOmin得改性納米氮化硅粉體填料，備用；納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料的生產(chǎn)將母料70% 85%、填料1% 5%、母液 10% 25%，在高速混合機中加溫混合均勻，在注塑機上加溫注塑成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料及其制備方法，涉及高分子材料領(lǐng)域，原料組成以重量百分比計包括母料熔融指數(shù)范圍在6～20g/10min之間的氯磺化聚乙烯樹脂95%～98%、炭黑1%～3%、氧化鋅0.2%～0.6%、硬脂酸0.2%～0.6%、N,N’-二苯基對苯二胺0.05%～0.2%、二甘醇0.05%～0.2%、二乙基二硫代氨基甲酸鋅0.1%～0.4%；母液氯磺化聚乙烯樹脂25～35％融入三氯甲烷65～75％；填料納米氮化硅粉體25～35％,加入三氯甲烷65～75％；納米氮化硅粉體填料耐磨聚乙烯塑料母料70%～85%、填料1%～5%、母液10%～25%。本發(fā)明中配方分為三部分，各部分單獨生產(chǎn)或配制，最后一起使用。
文檔編號C08K13/06GK102219961SQ20111014858
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者宋保華 申請人:宋保華