[发明专利]一种船用增强聚乙烯材料、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种船用增强聚乙烯材料、制备方法及应用，按照重量份数，包括如下组分：高密度聚乙烯80‑100份、低密度聚乙烯10‑20份、改性纳米碳纤维1‑10份、改性纳米芳纶纤维2‑10份、改性纳米氮化硅纤维1‑10份、炭黑聚乙烯母料10‑50份、UV聚乙烯母料5‑20份、氯化聚乙烯10‑20份、增韧剂1‑4份、聚乙烯蜡1‑5份。本发明材料高温下机械性能提升幅度约60％；材料温度在90℃以上机械性能仍能满足船舶结构的要求。

技术领域

本发明涉及一种改性聚乙烯复合材料，特别涉及一种船用增强聚乙烯材料、制备方法及应用。

背景技术

我国渔业船舶发展现状为：小型渔船多，大型船舶少；木质渔船多，钢质渔船少。目前，国内长15m以下的各类小型渔业船舶大多数都是木船，少数为铁船和玻璃钢船等，随着国家对低碳、节能、环保的日益重视，对水环境防污染要求的不断提高，以及用户对小型渔业船舶使用要求的提升，耐腐蚀、耐碰撞的聚乙烯船开始崭露头角，这种环保特性最好的新型船舶，有望成为小型渔业船舶领域替代木船、铁船和玻璃钢船的新一代船舶。

聚乙烯船体目前主要有两种加工成型工艺：一是直接滚塑成型，二是先加工成聚乙烯板材后通过焊接形成船体结构。

滚塑工艺整体一次成型，无接缝，无内应力，不易变形，但受模具限制较大，船壳厚度小，无法建造长度大于12米的船舶。现有技术中长度12米以下的船舶使用海况较低，通常不超过2级海况，限制聚乙烯船舶的适合工况和使用范围，成为聚乙烯船舶推广的主要障碍。

焊接成型所用板材为加压挤出，船体经模块化热成型，组装焊接而成，工艺简单，投资少，成本低，船型设计灵活，可做的更大；船舶整体强度，耐腐蚀，耐环境能力优于滚塑成型船舶。

现有技术中一些特殊需求，如在保证高强度的情况下，减轻船舶重量,对聚乙烯材料提出了新的挑战。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺点和不足，本发明的目的首先是提供一种质量轻、增强的船用聚乙烯材料。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种船用增强聚乙烯材料，按照重量份数，包括如下组分：高密度聚乙烯80-100份、低密度聚乙烯10-20份、改性纳米碳纤维1-10份、改性纳米芳纶纤维2-10份、改性纳米氮化硅纤维1-10份、炭黑聚乙烯母料10-50份、UV聚乙烯母料5-20份、氯化聚乙烯10-20份、增韧剂1-4份、聚乙烯蜡1-5份。

优选的是，高密度聚乙烯为伊朗石化HD7000F；低密度聚乙烯为燕山石化5200B。

优选的是，改性纳米碳纤维为表面经氧等离子体处理过的纳米碳纤维，改性纳米芳纶纤维经硅烷偶联剂改性得到，改性纳米氮化硅纤维采用聚丙烯酰氯对纳米氮化硅纤维接枝改性。

优选的是，炭黑聚乙烯母料中炭黑含量40-65％。

优选的是，UV聚乙烯母料中光稳定剂占UV聚乙烯母料的质量百分比为0.2-0.4％，抗氧剂占UV聚乙烯母料的质量百分比为0.1-0.3％，硅烷偶联剂占UV聚乙烯母料的质量百分比为0.1-0.6％；光稳定剂为光稳定剂UV-326；抗氧剂为抗氧剂1001。

优选的是，增韧剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯(接枝率≥0.5％)。

优选的是，氯化聚乙烯的数均分子量为8000-120000。

本发明还提供制备上述船用增强聚乙烯材料的方法，将各组分加入双螺杆挤出机中挤出，水冷拉条切粒。

本发明还提供采用上述船用增强聚乙烯材料制造船的方法，包括如下步骤：

将所述材料加入挤出机中，采用高压挤出的方式生产出所需要的板材，根据船的外形和尺寸，切割，对所有构件预热弯曲，利用焊条加热焊接成型。