[发明专利]线性低密度聚乙烯-无机纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车内饰材料领域，具体涉及一种线性低密度聚乙烯-无机纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

线性低密度聚乙烯(LLDPE)是乙烯和 1-丁烯、1-己烯、4-甲基-l-戊烯 1-辛烯、α-烯烃的共聚物，密度范围是 0．915～0.940g/cm³。共聚单体的用量一般为 5％～12％(重)，聚合物的性质随共聚单体的种类及用量的不同而不同。其分子结构的特征是线性的主链上分布有短支链，普通的LLDPE分子中没有长支链。由于没有长支链．因而与高压LDPE比较，聚合物有较高的结晶度、较高的熔点和较低的透明度，但LLDPE有更高的拉伸强度、抗穿刺性、抗撕裂件和伸长率。

张彦奇，华幼卿采用熔融共混方法制备了LLDPE/纳米SiO₂ 复合材料，并对该体系的力学性能和光学性能进行了系统研究。结果表明，随着纳米SiO₂ 的加入，复合材料的弹性模量显著提高,冲击强度与拉伸强度呈峰形变化，且均在SiO₂含量为 3phr左右达到最大值。加入少量的纳米SiO₂后，复合材料薄膜对长波红外线(7～11μm)的吸收能力较LLDPE膜有了显著提高，透光率略有下降但雾度提高，透光质量得到改善。同时表明，纳米SiO₂ 的表面处理方法对膜的光学性能有显著影响。 王许云，王兆波，王新，臧云涛采用熔融共混方式在线型低密度聚乙烯LLDPE/ LDPE复合体系中添加纳米TiO₂制成LLDPE/LDPE/纳米TiO₂复合薄膜。通过偏光显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热法、紫外-可见光吸收光谱，研究了纳米TiO₂填充LLDPE/LDPE复合薄膜的力学和光学性能。结果表明，纳米TiO₂在薄膜中呈现出理想的分散水平，平均粒径在 100nm以下。纳米TiO₂在LLDPE/LDPE复合体系的结晶过程中，可起到明显的诱导成核作用，使球晶尺寸细化且数量增多,但复合体系的结晶度无明显变化。

发明内容

本发明提供一种线性低密度聚乙烯-无机纳米复合材料及其制备方法，以无机纳米材料改性聚乙烯，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率比纯 LLDPE 提高了 15％和 22％。

为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为：

一种线性低密度聚乙烯-无机纳米复合材料，组分及各组分质量份数如下：聚乙烯 30~50份，聚氯乙烯 15~25份，氯化石蜡 5~10份，纳米TiO₂  2~8份，纳米氧化锌 4~10份，纳米黏土 1~5份，苯甲酸二丁酯2~4份，乙酸乙二醇乙醚酯1~3份，磷酸三苯酯1~2份，顺丁烯二酸酐2~4份，硫化二丁酸二辛酯2~6份，三乙烯四胺1~3份，聚酰胺树脂2~6份，异氰酸酯2~5份，亚硝酸二异丙胺2~5份，聚环氧琥珀酸3~5份，偶联剂 1~3份，分散剂 1~4份。

所述偶联助剂为三氧化二铝或者硅烷。

所述分散剂为硬脂酸单甘油酯。

所述的一种线性低密度聚乙烯-无机纳米复合材料， 组分及各组分质量份数如下：聚乙烯 40份，聚氯乙烯 20份，氯化石蜡 7.5份，纳米TiO₂  5份，纳米氧化锌 7份，纳米黏土 3份，苯甲酸二丁酯3份，乙酸乙二醇乙醚酯2份，磷酸三苯酯1.5份，顺丁烯二酸酐3份，硫化二丁酸二辛酯4份，三乙烯四胺2份，聚酰胺树脂4份，异氰酸酯3.5份，亚硝酸二异丙胺3.5份，聚环氧琥珀酸4份，偶联剂 2份，分散剂 2.5份。

所述的一种线性低密度聚乙烯-无机纳米复合材料的制备方法， 包括如下步骤：

1）将各物料按比例加入到高速混合机中，130~150℃下混合10~20min，高速混合机转速为600~800rpm；

2）将步骤1）混合好的物料加入混炼型螺杆，使物料混炼塑化均匀，工艺控制如下：1区90~100℃，2区 100~110℃，3区 110~120℃，4区120~130℃，机头温度为140~150℃，螺杆转速为80~100rpm；

3）将混炼塑化后的物料进入压延机辊筒采用蒸汽加热，加热至140~180℃，使物料进一步塑化均匀，然后冷却至室温，出料。

步骤1）中高速混合机转速为700rpm。

步骤2）中工艺控制如下：1区95℃，2区 105℃，3区 115℃，4区125℃，机头温度为145℃，螺杆转速为90rpm。