[发明专利]降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工工艺，具体涉及一种降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯(HDPE)复合材料加工温度的方法。

背景技术

聚乙烯(PE)作为五大通用塑料之首，其产品涉及工业生产和日常生活的方方面面，已成为人们工作生活中不可或缺的重要组成，其产量和消费量长期以来一直雄踞各种塑料的首位。高密聚乙烯(HDPE)作为聚乙烯家族最重要的成员，一直倍受关注。对高密聚乙烯进行无机颗粒填充可以有效降低其制品的成本，提高制品刚度、模量、尺寸稳定性和耐温性能，因而长期以来受到人们的广泛关注。碳酸钙颗粒填充HDPE是其中应用最为广泛的复合材料之一。

目前，碳酸钙颗粒填充HDPE加工方式基本是将碳酸钙与HDPE加热至HDPE的粘流温度以上60℃以上(大约210℃)以双螺杆进行共混得到，但是较高的加工温度不仅需要消耗较多的能量，导致生产成本上升；而且有时还会引起HDPE的降解，导致复合材料的力学性能下降，使产品质量和使用寿命下降，严重时还会引起HDPE的结焦碳化，从而造成产品颜色变黄，破坏产品美观，而碳化物在加工设备上的沉积，还会引起加工设备性能的下降和使用寿命的降低。

发明内容

本发明是针对碳酸钙颗粒填充HDPE加工中存在的上述问题，提供一种降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法，从而有效降低复合材料的加工粘度，达到降低碳酸钙颗粒填充HDPE加工温度的目的，并且在无需设备改造和资金投入的情况下有效的解决上述问题。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种降低碳酸钙颗粒填充高密聚乙烯复合材料加工温度的方法，步骤如下：

(1).将两种粒径不同的碳酸钙颗粒按照特定的粒径和质量配比进行混合：

(2).将上述混合物以20～50％的质量比例填充HDPE；

以上方案中所述的特定粒径的碳酸钙是：碳酸钙I：200目至600目；碳酸钙II：800目至2500目；

所述的两种粒径碳酸钙填料的质量之比为30：70至70：30。

以上方法，可以使HDPE的加工温度得到大幅度的下降(25℃左右)，从而实现减少聚合物在加工过程中的高温降解、结焦碳化和变色泛黄，达到提高产品机械性能、改善产品表面色泽和提高加工机械使用寿命的目的，并可以在一定程度上减少HDPE的加工能耗，降低生产成本。

本发明有以下优化方案：

1、所述两种不同粒径的碳酸钙填料的粒径配比，推荐采用I，200目和II800目配比；I，325目和II，1500目配比；或者I，600目和II，2500目配比；

2、所述的碳酸钙填料均经过1～3％硬脂酸进行表面处理。硬脂酸表面处理剂应用的最佳配比为2％。

3、优化方案中，两种粒径碳酸钙填料的质量之比为40：60至60：40；本申请推荐采用50：50；但是，其中当大粒径和小粒径填料的质量比为60：40时，其改善加工性能的效果最佳；

所述的碳酸钙和HDPE的质量之比为30：70～40：60。

本发明的优点：

本发明工艺流程简易，操作简单易行，无需任何额外投资和设备改造。

本发明能明显降低HDPE的加工温度(25℃左右)，确保复合材料色泽无泛黄变色，使复合材料的机械性能提高20％以上，并可实现减少能耗，降低生产成本的目的。

具体实施方式

实施例1：

将200目碳酸钙和800目碳酸钙按照60：40的比例进行混合，并以30％的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为150，160，185，185℃时可以达到正常加工单一200目或800目碳酸钙颗粒填充HDPE时温度依次为160，170，210，210℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目碳酸钙颗粒填充HDPE分别提高34％和31％。

实施例2：

将200目碳酸钙和800目碳酸钙按照50：50的比例进行混合，并以50％的填充比例填充HDPE复合材料。以哈克流变仪双螺杆挤出，其螺杆各段及机头加工温度依次为150，160，185，185℃时可以达到正常加工单一200目或800目碳酸钙颗粒填充HDPE时温度依次为160，170，210，210℃时同样的加工效果。且颜色得到更好的保持，冲击性能比单一200目或800目碳酸钙颗粒填充HDPE分别提高33％和30％。

实施例3：