[发明专利]一种提高聚乙烯耐热性的功能母粒

说明书

技术领域

本发明涉及功能性母料领域，具体涉及一种用于提高聚乙烯树脂耐热性的功能母粒。

背景技术

聚乙烯(PE)是经乙烯聚合制得的一种热塑性树脂，无臭、无毒、手感似蜡，具有优良的耐低温性能。聚乙烯树脂的化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，而且电绝缘性优良，用途十分广泛，可用于制作薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，也可用于电视、雷达等所需的高频绝缘材料。但是聚乙烯的耐热性不高，热变形温度低，其中低密度聚乙烯的使用温度在80℃左右，高密度聚乙烯在无载荷情况下的长期使用密度也不超过121℃，在受力的条件下即使很小的载荷，其变形温度也很低。聚乙烯的低耐热性限制了聚乙烯在某些耐温领域的应用。中国专利CN200710188149，专利名称耐热增强聚乙烯管材及其制备方法，公开日期2008年3月26日，公开了一种采用乙烯和辛烯共聚、控制侧链数量和分布得到独特分子结构的耐热聚乙烯管材的方法，以提高聚乙烯的耐热性，但是这种方法对于聚乙烯颗粒原料不具有普适性，而且聚乙烯耐热性的提高有限。

母粒是将超常量改性化学助剂均匀负载在载体树脂中而得到的粒状聚集体。将母粒添加加在目标树脂中，母粒的分散效果好使目标树脂性能均匀，母粒的载体树脂与目标树脂的相容性好，母粒的使用安全、功能全面。

发明内容

针对聚乙烯的耐热性的不高而限制了聚乙烯的应用的问题，本发明的目的在于提供一种用于提高聚乙烯耐热性的功能母粒，添加到聚乙烯树脂中能够显著提高聚乙烯树脂的耐热性，且在聚乙烯树脂中分散均匀，保持树脂性能稳定。

本发明提供如下的技术方案：

一种提高聚乙烯耐热性的功能母粒，由以下重量份的组份制备而成：载体树脂100～120份、聚双马来酰亚胺树脂20～30份、交联剂1～3份、氮化硅纤维5～8份、纳米级二氧化硅粉10～15份、纳米级萤石粉8～12份、高岭土粉5～7份、莫来石粉3～5份、偶联剂0.8～1份、分散剂0.2～0.6份，其中载体树脂为聚乙烯树脂。

本发明的提高聚乙烯耐热性的功能母粒，采用聚乙烯树脂作为载体树脂，使功能母粒添加到聚乙烯中与聚乙烯的相容性好，能够保证添加功能母粒的聚乙烯性能均匀一致。聚双马来酰亚胺树脂因含有苯环、酰亚胺杂环及交联密度较高而具有优良的耐热性，其玻璃化温度一般大于250℃，使用温度范围为177℃～232℃。聚双马来酰亚胺树脂的起始热分解温度随交联密度在一定范围内增大而升高。将聚马来西酰亚胺树脂与聚乙烯进行共混交联，提高聚乙烯的交联程度以提高聚乙烯的耐热性，而聚马来酰胺树脂经聚乙烯交联后的起始分解温度增加，耐热性也提高，反过来进一步改善聚乙烯的耐热性。碳化硅纤维是优良的耐热材料，碳化硅纤维的β-碳化硅结构可有助于聚乙烯中网状交联结构的形成，协同聚乙烯与聚双马来酰亚胺树脂的交联度，提升聚乙烯的耐热性。纳米级二氧化硅粉表面的硅羟基与酰胺中的氢原子或羟基形成氢键，纳米级萤石粉中的氟也因具有较强的电负性而与酰胺中的氢原子或羟基形成氢键，从而相互协同形成对聚乙烯树脂内的链段热运动的限制约束，提高尼龙树脂的耐热性。高岭土粉和莫来石均为无机耐热材料，具有较高的耐火温度和较大的比热容，可以有效的分散部分热量，强化聚双马来酰亚胺树脂提高聚乙烯耐热性的效果。

作为本发明的一种改进，所述交联剂为氧化锌、三氧甲基硅烷、醋酸锌或异丙醇铝中的一种。交联剂可以提高聚双马来酰亚胺树脂与聚乙烯树脂之间的交联程度，紧密化聚乙烯树脂内部的网状交联结构。氧化锌、三氧甲基硅烷、醋酸锌以及异丙醇铝的性能稳定、用量少，能够有效提升树脂的耐热性、粘合性和机械强度。

作为本发明的一种改进，所述偶联剂为乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂或环氧基硅烷偶联剂中的一种。偶联剂可以有效改善聚乙烯、聚双马来酰亚胺与二氧化硅、萤石粉以及莫来石、高岭土之间的界面性能，提升聚乙烯树脂的耐热、耐老化性能。同时乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂的耐热性好，并能改善纳米级二氧化硅、纳米级萤石粉、高岭土粉和莫来石粉的分散效果以及与树脂之间的粘合性，提高树脂的耐候性、机械和电学性能。

作为本发明的一种改进，所述分散剂为木质素纤维或粘胶纤维中的一种。分散剂使二氧化硅、萤石粉、高岭土粉和莫来石粉在聚乙烯树脂中间聚均匀分散，避免出现团结，保证聚乙烯树脂性能均匀，而且木质素纤维、粘胶纤维的耐热性能好、韧性强，可改善聚乙烯树脂的机械性能和耐候性。