[发明专利]一种高强高韧高流动性滚塑专用料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种适用于滚塑成型工艺的高强高韧高流动性专用料及其制备方法。

背景技术

滚塑又称旋转模塑，是生产中空塑料制品的工艺方法之一。其基本工艺过程是将定量的粉状树脂装入模具，在对模具加热的同时使模具绕互相垂直的两个轴向旋转，从而使树脂熔融并借助重力作用均匀地涂布于模腔表面，最后经冷却脱模后得到制品。滚塑工艺大部分使用的特种线性低密度聚乙烯(LLDPE)材料进行生产。

滚塑是一种重要的塑料加工模式，目前国内尚没有专用的滚塑材料生产，大部分厂家选用国外进口的LLDPE进行滚塑加工，即便如此，厂家可选用的滚塑专用料的牌号仍然很少，对于一部分要求薄壁高刚性的大型制件，目前的牌号无法满足质量或成本的要求。

CN1036392A公开了一种在滚塑基料中加入1％-50％的填充料进行造粒加工的方法，提到可提高材料的刚性(拉伸强度)，但并没有给出具体的制造方法和改良刚性的效果，从理论上分析，这种简单加入填充料的方式，会大幅度下降材料的韧性，造成产品发脆，失去使用效果。

《塑料》杂志在2002年第6期刊登了刘圣军等人发表的《共混改性聚乙烯滚塑专用树脂的研制》，公开了利用LLDPE和高密度聚乙烯(HDPE)进行共混提高滚塑材料刚性的方法，但由于加入HDPE，材料的韧性大幅下降。

对于滚塑级LLDPE，高刚性意味着可以减少制品壁厚，高韧性意味着制品可以承载更大的冲力力，高流动性意味着制品表面可以消除或减少气泡，并缩短加工时间。对滚塑级LLDPE而言，要同时满足这三个条件是不容易的，通常提高刚性就意味着降低韧性和流动性，提高流动性就意味着降低刚性。

利用纳米蒙脱土增强增韧LLDPE已经被很多人研究，但纳米蒙脱土如何在双螺杆共混的工艺下达到充分分散一直是没有良好解决的问题。有人利用超声波，但在大规模生产上难以实现；有人利用马来酸酐接枝PE进行二次造粒，但带来了气味无法消除等弱点，在滚塑级LLDPE的改性上，目前尚未有人进行公开报道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处提供一种用于滚塑成型工艺的高强高韧高流动性的专用材料。

本发明的另一个目的在于提供上述高强高韧高流动性的专用材料的制备方法。

本发明通过以下技术方案，制作出适合滚塑成型工艺的高强高韧高流动性的滚塑专用材料，其特征在于该滚塑专用料由下列各组分组成(以配方组分总和为100％计)：

(A)质量百分比60％-90％的线性低密度聚乙烯；

(B)质量百分比9.5％-19.2％的辐照高密度聚乙烯；

(C)质量百分比0.5％-20％的纳米蒙脱土；

(D)质量百分比0-0.8％的成核剂。

本发明所使用的线性低密度聚乙烯是由乙烯和丁烯、乙烯和己烯或乙烯和辛烯共聚而得，熔体流动速率在2-10g/10min，密度在0.925-0.940g/cm³之间，耐环境应力开裂性能大于300h。这种线性低密度聚乙烯，可以由一种符合要求的商品化线性低密度聚乙烯构成，也可以由两种以上不同牌号的商品化线性低密度聚乙烯混合构成，常用市售产品。

本发明所使用的高密度聚乙烯，熔体流动速率在2-10g/10min之间，密度在0.940-0.960g/cm³之间。辐照高密度聚乙烯是高密度聚乙烯经过紫外线或臭氧辐照，在高密度聚乙烯链上形成C＝O，C-O，C(＝O)-O等极性基团。在研究中我们发现，利用臭氧/紫外线辐照后的HDPE对纳米蒙脱土进行插层处理，再和滚塑级LLDPE进行共混，可以同时大幅度提高LLDPE的刚性、韧性和流动性，并且LLDPE的零剪切黏度没有升高，不会影响滚塑的成型工艺，由该材料制作的滚塑制品，没有发生制件不良的情况。

本发明所使用的纳米蒙脱土，蒙脱土含量≥95％，径厚比≥150，粒度99.9％通过150目，叠层厚度≤25nm。

在上述材料中再加入一定量的特定成核剂，可以进一步提高材料的刚性而不影响加工性能。本发明所使用的成核剂为山梨醇类成核剂，如DBS(二亚苄叉山梨醇)、MDBS(1，3；2，4-二对甲基苄叉山梨醇)或DMDBS(二(3，4-二甲基二苄叉)山梨醇)等。

按照上述配方，本发明高强高韧高流动性滚塑专用料的制备包括以下步骤：

步骤一：将高密度聚乙烯在塑料磨粉机中研磨成35目以上的粉体，研磨工艺为：转速3200-5000转/分钟，磨盘温度50-65℃；