[发明专利]一种聚乙烯纳米改性复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米改性复合材料领域，涉及一种聚乙烯纳米改性复合材料及 其制备方法和应用。

背景技术

聚乙烯由于质轻、无毒，具有优异的介电性能、化学稳定性和抗腐蚀等优 点，且价格低廉，成型加工容易，可广泛应用于电器、化工、食品、机械等行 业。随着科学技术的不断发展，对于聚乙烯材料的性能提出了更高的要求，希 望其具有更加优良的力学性能和耐热耐老化性能。因此，对于聚乙烯的改性时 目前研究的热点。

CN103881187A公开了一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料，其组分按质量百 分数配比为：聚乙烯50％～70％、纳米碳纤维3％～15％、填料15％～40％、相 容剂2％～5％、分散剂0.1％～2％、偶联剂0.1％～1％、抗氧剂0.1％～1％、其 它添加剂0.1％～1％。该发明制得的纳米碳纤维改性聚乙烯材料，具有高强度、 高弹性、高刚度和显著提高抗静电能力。

CN1817954A公开了一种聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法， 其复合材料的制备工艺步骤为：在反应器中通入氮气，然后将聚烯烃、未改性 层状硅酸盐、第一单体、第二单体、第三单体、引发剂，浸泡溶胀，经搅拌后 将产物真空状态下干燥得到改性母料，将母料、聚烯烃混合均匀，混炼得到聚 烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料。然而该材料的力学性能并不是很好，此外其耐 热耐老化性能一般。

因此，在本领域中，期望得到一种具有更加优良的机械性能以及具有良好 耐热耐老化性能的聚乙烯复合材料。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚乙烯纳米改性复 合材料及其制备方法和应用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种聚乙烯纳米改性复合材料，所述聚乙烯纳米改性 复合材料由纳米改性母料与聚乙烯制备得到，所述纳米改性母料由以下重量份 的组分制备得到：

在本发明中聚乙烯纳米改性复合材料采用聚乙烯、纳米碳酸钙、纳米二氧 化硅、硅烷偶联剂、第一单体、第二单体和引发剂制备得到纳米改性母料，该 纳米改性母料中由于分散有纳米碳酸钙和纳米二氧化硅，使得纳米改性母料具 有良好的机械性能，此外，硅烷偶联剂能够增强纳米碳酸钙和纳米二氧化硅与 聚乙烯材料的相容性，使其具有更好的分散效果，以获得更加优异的性能。

在本发明的纳米改性母料的制备原料中，聚乙烯的用量为70-90重量份， 例如71重量份、73重量份、75重量份、78重量份、80重量份、82重量份、 84重量份、86重量份、88重量份或89重量份。

在本发明的纳米改性母料的制备原料中，纳米碳酸钙的用量为5-8重量份， 例如5.4重量份、5.8重量份、6重量份、6.3重量份、6.5重量份、6.8重量份、 7重量份、7.3重量份、7.5重量份或7.8重量份。

在本发明的纳米改性母料的制备原料中，纳米二氧化硅的用量为10-15重 量份，例如10.4重量份、10.8重量份、11重量份、11.3重量份、11.5重量份、 11.8重量份、12重量份、12.5重量份、12.8重量份、13重量份、13.5重量份、 13.8重量份、14重量份、14.3重量份、14.5重量份或14.8重量份。

在本发明的纳米改性母料的制备原料中，硅烷偶联剂的用量为5-15重量份， 例如5.5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重 量份、12重量份、13重量份或14重量份。

在本发明的纳米改性母料的制备原料中，第一单体的用量为10-30重量份， 例如11重量份、13重量份、15重量份、17重量份、20重量份、22重量份、24 重量份、26重量份、28重量份或29重量份。

在本发明的纳米改性母料的制备原料中，第二单体的用量为10-30重量份， 例如11重量份、13重量份、15重量份、17重量份、20重量份、22重量份、24 重量份、26重量份、28重量份或29重量份。

在本发明的纳米改性母料的制备原料中，引发剂的用量为0.3-3重量份，例 如0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份、1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.8 重量份、2重量份、2.3重量份、2.5重量份或2.8重量份。

优选地，所述聚乙烯为高密度聚乙烯或低密度聚乙烯