[发明专利]一种氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯具有良好的化学稳定性、质轻、无毒，具有优异的介电性能、耐穿刺性和冲击性能；聚乙烯的价格低廉，加工性能很好，可广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。但聚乙烯也存在拉伸强度较低、冲击强度较差、抗蠕变性不好、耐环境应力开裂性不好、耐热性和抗静电性不好、氧指数低易燃烧等缺点，因此，为了使聚乙烯材料的应用更广，聚乙烯在使用之前必须进行相应的改性处理，以提高其物理机械性能。

发明内容

要解决的技术问题是：本发明的目的是提高聚乙烯材料的耐环境性能和机械性能，提供一种氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料及其制备方法。

技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料，由下列原料制备而成，按重量份计：聚乙烯60~80份、纳米氧化铝15~25份、硼纤维10~18份、乙撑双硬脂酸酰胺8~15份、三盐基硫酸铅3~9份、锰粉4~8份、腐殖酸3~8份、亚油酸2~9份、高岭土3~7份、异氰酸酯2~12份、丙烯酸丁酯4~9份、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物5~10份、乙烯基三甲氧基硅烷3~10份、抗氧剂1681~4份。

优选的，所述纳米氧化铝的平均粒径为500~800纳米。

优选的，所述硼纤维的长度小于3微米。

优选的，所述的氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料，由下列原料制备而成，按重量份计：聚乙烯75份、纳米氧化铝18份、硼纤维14份、乙撑双硬脂酸酰胺11份、三盐基硫酸铅6份、锰粉5份、腐殖酸6份、亚油酸5、高岭土6份、异氰酸酯8份、丙烯酸丁酯6份、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物8份、乙烯基三甲氧基硅烷6份、抗氧剂1681份。

一种氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料的制备方法，所述方法的制备步骤如下：

S1：按重量份称取原料；

S2：将锰粉、高岭土、硼纤维、丙烯酸丁酯、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和乙烯基三甲氧基硅烷在高速搅拌机中混合搅拌15min，再依次加入聚乙烯、三盐基硫酸铅、乙撑双硬脂酸酰胺、腐殖酸、异氰酸酯、亚油酸和抗氧剂168，继续搅拌30min，得到混合料A；

S3：将混合料A加入到双螺杆挤出机的主喂料口中，将纳米氧化铝从侧喂料口中加入，设置挤出工艺条件为：一区温度170~190℃，二区温度190~210℃，三区温度200~220℃，四区温度220~240℃，五区温度200~230℃，料筒停留时间2~5min，螺杆转速80~200rpm；

S4：挤出造粒后冷却、干燥及切粒即可。

优选的，所述步骤S3中的挤出工艺条件为：一区温度180℃，二区温度200℃，三区温度210℃，四区温度220℃，五区温度210℃，料筒停留时间3min，螺杆转速140rpm。

优选的，所述步骤S3中的主、侧喂料速度比为7:1。

本发明具有以下有益效果：本发明所制备的聚乙烯复合材料的拉伸强度为17.9~20.6MPa，断裂伸长率为384%~438%，缺口冲击强度为3.5~4.3kJ/m²，显示良好的机械性能，改善了普通聚乙烯材料耐候性差和机械性能不足等不足。此外，测试结果还显示原料中的纳米氧化铝、硼纤维、腐殖酸和异氰酸酯对聚乙烯复合材料的机械性能有影响，其中以纳米氧化铝和硼纤维对聚乙烯复合材料的机械性能的影响最大。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对发明具体实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

一种氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料，由下列原料制备而成，按重量份计：聚乙烯60份、纳米氧化铝15份、硼纤维10份、乙撑双硬脂酸酰胺8份、三盐基硫酸铅3份、锰粉4份、腐殖酸3份、亚油酸2份、高岭土3份、异氰酸酯2份、丙烯酸丁酯4份、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、抗氧剂1681份。

优选的，所述纳米氧化铝的平均粒径为500纳米。所述硼纤维的长度小于3微米。

一种氧化铝-硼纤维-聚乙烯复合材料的制备方法，所述方法的制备步骤如下：

S1：按重量份称取原料；