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      一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法

      文檔序號:8333073閱讀:206來源:國知局
      一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域,尤其涉及一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]隨著科技的快速進(jìn)步,各種新的材料被應(yīng)用到了生活及工業(yè)領(lǐng)域。碳纖維(CF)是先進(jìn)復(fù)合材料中最重要最先進(jìn)的增強(qiáng)材料之一,由于具有高強(qiáng)度、高比模量、優(yōu)異的熱物理性能、化學(xué)穩(wěn)定性能和阻尼減震降噪性能,其與樹脂、橡膠、陶瓷、玻璃、金屬復(fù)合后可制作各種結(jié)構(gòu)材料和絕熱材料,應(yīng)用于宇航的火箭、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)等高技術(shù)領(lǐng)域,在汽車、機(jī)械、化工、體育、醫(yī)療等行業(yè)的用途也日益擴(kuò)大。高密度聚乙烯(PE.HD)是一種結(jié)晶度高、非極性、價格低廉的通用熱塑性樹脂。PE-HD具有優(yōu)良的成型加工性能,能耐大多數(shù)化學(xué)藥品,不吸濕并具有良好的防水蒸氣性,可用作包裝材料,在常溫甚至在_40°C低溫下均具有極好的耐沖擊性。但PE-HD受強(qiáng)度較低、硬度低、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能差等限制,不能廣泛用作結(jié)構(gòu)材料。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]本發(fā)明旨在解決上述問題,提供一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法。
      [0004]一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于包括如下步驟:
      (O首先,用偶聯(lián)劑溶液避光混合浸潤HGB Ih;然后濾掉處理液,再用等離子水淋洗3-5次;烘干后冷卻備用;
      (2)將PE-HD置于開放式塑煉機(jī)中混合,直至PE-HD完全包裹在輥筒上呈透明狀時,力口ACF ;
      (3)約1min之后添加HGB,再進(jìn)行混合1min;在塑煉中對包輥物料實行切割和翻滾,使物料交叉疊合、重新分配,待料片色澤均勻、表面光滑時,減小輥距,薄通4~5次,拉片下輥,將片料用粉碎機(jī)粉碎成粒料。
      [0005]本發(fā)明所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(I)中所述偶聯(lián)劑為KH-560溶液。
      [0006]本發(fā)明所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(I)中所述烘干溫度為80°C。
      [0007]本發(fā)明所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(2)中所述混合時間為lOmin。
      [0008]本發(fā)明所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(2)中所述塑煉機(jī)的輥距l(xiāng)~2mm,溫度135-145°C,兩輥間存在溫差3~5°C。
      [0009]本發(fā)明所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,通過對制備工藝的改進(jìn),使得制得的復(fù)合材料獲得了較好的力學(xué)性能,使其具阻燃性、電絕緣性得到提高,且原料價格低廉,過程簡單易于操作,具有極大的市場價值。
      【具體實施方式】
      [0010]一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于包括如下步驟:
      (O首先,用偶聯(lián)劑溶液避光混合浸潤HGB Ih;然后濾掉處理液,再用等離子水淋洗3-5次;烘干后冷卻備用;
      (2)將PE-HD置于開放式塑煉機(jī)中混合,直至PE-HD完全包裹在輥筒上呈透明狀時,力口ACF ;
      (3)約1min之后添加HGB,再進(jìn)行混合1min;在塑煉中對包輥物料實行切割和翻滾,使物料交叉疊合、重新分配,待料片色澤均勻、表面光滑時,減小輥距,薄通4~5次,拉片下輥,將片料用粉碎機(jī)粉碎成粒料。
      [0011]本發(fā)明所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,步驟(I)中所述偶聯(lián)劑為KH-560溶液。步驟(I)中所述烘干溫度為80°C。步驟(2)中所述混合時間為lOmin。步驟(2)中所述塑煉機(jī)的輥距l(xiāng)~2mm,溫度135_145°C,兩輥間存在溫差3~5°C。隨CF用量的增加,復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量逐漸增大。當(dāng)CF用量達(dá)到2份時,復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量達(dá)到最大,其值分別為66.44和6208.32MPa,較純PE-HD分別提高約210.47%和733.94%。同時可知,CF用量在15-20份時,彎曲性能增大趨勢最為明顯。隨CF用量的增加,復(fù)合材料缺口沖擊強(qiáng)度逐漸降低,當(dāng)CF用量為25份時最低,由8.75kJ /m2下降至7.19kJ / m2,下降了 17.83%。因為CF分布在PE-HD中,嚴(yán)重影響了 PE-HD整體的規(guī)整性,基體連續(xù)性變差,易出現(xiàn)應(yīng)力集中,導(dǎo)致沖擊性能下降。隨著HGB用量的增加,三元復(fù)合材料的拉伸和彎曲強(qiáng)度先升高后降低。當(dāng)HGB用量為10份時,三元復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大,為46.98MPa,較純PE-HD提高了 76.48%,較未加HGB時的PE-HD / CF復(fù)合材料提高了 7.19%。彎曲強(qiáng)度同樣在HGB用量為10份時達(dá)到最大,為45.69 MPa,較純PE-HD提高了 113.5%,較未加HGB時的PE-HD / CF復(fù)合材料提高了 4.17%。較少的HGB在PE-HD / CF體系中的分布稀疏,與體系的混合均勻程度較差,因此影響三者之間的界面結(jié)合性能,當(dāng)材料受到外力作用時,剛性粒子在基體中不會發(fā)生形變、破壞等,因而不能吸收沖擊能量,從而使復(fù)合材料的沖擊性能變差。HGB粒子在基體中受到應(yīng)力發(fā)生形變、破壞等,從而吸收沖擊能量,提高沖擊性能。同時,隨著HGB用量的增加,HGB在基體中分散均勻,其周圍的樹脂基體相當(dāng)于在均勻分散的HGB粒子周圍嵌入了具有良好界面結(jié)合和一定厚度的柔性界面相,以便在材料經(jīng)受破壞時既能引發(fā)銀紋,終止裂縫擴(kuò)展,同時在一定形態(tài)結(jié)構(gòu)下引發(fā)基體的剪切屈服,從而消耗大量的沖擊能量,又能較好地傳遞所承受的外力,達(dá)到既增強(qiáng)又增韌的目的。HGB的加入會影響PE-HD的結(jié)晶情況,其機(jī)理是HGB細(xì)化了 PE-HD的晶粒。這也是HGB能夠提高復(fù)合材料拉伸和彎曲強(qiáng)度的原因之一。
      【主權(quán)項】
      1.一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于包括如下步驟: (O首先,用偶聯(lián)劑溶液避光混合浸潤HGB Ih ;然后濾掉處理液,再用等離子水淋洗3-5次;烘干后冷卻備用; (2)將PE-HD置于開放式塑煉機(jī)中混合,直至PE-HD完全包裹在輥筒上呈透明狀時,力口ACF ; (3)約1min之后添加HGB,再進(jìn)行混合1min;在塑煉中對包輥物料實行切割和翻滾,使物料交叉疊合、重新分配,待料片色澤均勻、表面光滑時,減小輥距,薄通4~5次,拉片下輥,將片料用粉碎機(jī)粉碎成粒料。
      2.如權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(O中所述偶聯(lián)劑為KH-560溶液。
      3.如權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(1)中所述烘干溫度為80°C。
      4.如權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(2)中所述混合時間為lOmin。
      5.如權(quán)利要求1所述的一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,其特征在于步驟(2)中所述塑煉機(jī)的輥距l(xiāng)~2mm,溫度135_145°C,兩輥間存在溫差3~5°C。
      【專利摘要】一種高密度聚乙烯三元復(fù)合材料的制備方法,屬于材料制備領(lǐng)域.其特征在于包括如下步驟:用偶聯(lián)劑溶液避光混合浸潤HGB;然后濾掉處理液,再用等離子水淋洗;烘干后備用;將PE-HD置于開放式塑煉機(jī)中混合,直至呈透明狀時加入CF;之后添加HGB再進(jìn)行混合;在塑煉中對包輥物料實行切割和翻滾,使物料交叉疊合、重新分配,待料片色澤均勻、表面光滑時,減小輥距,拉片下輥,將片料用粉碎機(jī)粉碎成粒料。通過對制備工藝的改進(jìn),使得制得的復(fù)合材料獲得了較好的力學(xué)性能,使其具阻燃性、電絕緣性得到提高,且原料價格低廉,過程簡單易于操作,具有極大的市場價值。
      【IPC分類】C08K13-06, C08L23-06, B29B9-02, C08K9-06, C08K7-06
      【公開號】CN104650437
      【申請?zhí)枴緾N201410739113
      【發(fā)明人】張俊雙
      【申請人】張俊雙
      【公開日】2015年5月27日
      【申請日】2014年12月8日
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