一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法。属于材料和资源的回收利用领域。本发明专利技术将表面改性的碳酸钙与回收高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中混炼挤出。本发明专利技术不仅实现了回收高密度聚乙烯的增强增韧，节约了资源，并且在不提高成本的前提下，提高了回收高密度聚乙烯塑料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度，可用于制备多种管道及包覆材料。

A kind of recycled high density polyethylene reinforced toughening composite with calcium carbonate and its preparation method

The invention discloses a kind of recycled high density polyethylene reinforced toughening composite with calcium carbonate and a preparation method. It belongs to the field of recycling of materials and resources. In the invention, the surface modified calcium carbonate and the recycled high density polyethylene are mixed and extruded in the twin screw extruder. The invention not only realizes the strengthening and toughening of Recycled HDPE, save resources, and can not increase the cost of the premise, improve the tensile strength, impact strength and flexural strength of recycled high density polyethylene plastic, can be used for the preparation of a variety of pipeline and coating materials.

【技术实现步骤摘要】
一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种回收高密度聚乙烯材料的增强增韧方法。
技术介绍
随着石油资源的日渐匮乏，合成塑料的成本日益升高，但国民经济生产对于其需求愈来愈广泛，并且塑料类产品产生的环境污染给人类的生活造成了深刻的影响。基于此，对塑料的回收使用显得极为重要，但回收塑料的性能和成本是困扰大家的大问题。因此，需要开展对回收料的应用研制，在不提高或者提高一部分成本的基础上提升回收料的产品性能，不仅可提升回收料的产品竞争力，还可替代原生材料以降低其对环境的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的技术问题，提供一种可显著提高回收高密度聚乙烯的拉伸性能、冲击性能、和弯曲性能的制备方法。本专利技术采用硅烷偶联剂和马来酸酐接枝聚乙烯同时表明改性高填充量的碳酸钙，既显著提升回收高密度聚乙烯的力学性能，还保持甚至降低成本。本专利技术的目标可通过如下技术方案实现：一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，按重量份数计，该含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料的原料组成为：碳酸钙（Talc）10-50份、回收高密度聚乙烯（RHDPE）50-90份、硅烷偶联剂（SCA）0.1-2份、马来酸酐接枝聚乙烯（MAH-g-PE）1-30份、氧化聚乙烯蜡（PE-Wax）0.1-2份、抗氧剂（A-O）0.1-2份。其中，碳酸钙选用工业级轻质碳酸钙，净含量≥90%；回收高密度聚乙烯选用挤出级，净含量≥90%；硅烷偶联剂，净含量≥98%，马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为1.5-1.8%，氧化聚乙烯蜡，净含量≥99%；抗氧剂，净含量≥99%。所述含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，将表面改性的碳酸钙与回收高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中混炼挤出，具体包括如下步骤：按比例称取碳酸钙、回收高密度聚乙烯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等。将碳酸钙与回收高密度聚乙烯一同置于120℃的烘箱中干燥2小时，按比例收集后置于高速混合机内；然后将硅烷偶联剂溶于其10倍体积的无水乙醇制成偶联剂/乙醇溶液，将其喷洒于碳酸钙表面，在高速混合机中混合改性10分钟，置于120℃的烘箱中干燥2小时；将硅烷偶联剂表面改性后的碳酸钙与回收高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等按比例在双螺杆挤出机中挤出造粒；最后置于120℃的烘箱中干燥2小时，制备出含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料。所述的回收高密度聚乙烯为均匀的黑色颗粒，灰分含量≤3%，拉伸强度为19.04MPa，冲击强度为110.35kJ/m2，弯曲强度为13.13MPa，弯曲模量为299.4MPa。所述的碳酸钙，为10μm粒径的不规则无机粉体，可以大量填充于回收高密度聚乙烯以提升韧性并减少成本。所述的硅烷偶联剂，型号为KH550，净含量为98%，可以通过干法和湿法来改善碳酸钙与回收高密度聚乙烯的界面粘结性，改善其相容性，维持力学性能不变或者甚至提升。所述的马来酸酐接枝聚乙烯，牌号为MA-HD，挤出级，接枝率为1.5-1.8%，熔融指数为1-3g/10min。所述的氧化聚乙烯蜡，为DOP增塑剂，有效物质含量99%，分子量在3000-5000之间，熔点为105-120℃，可以用来优化加工过程中的流变性。所述的抗氧剂，型号为1010，有效物质含量为99%，分子量为1177.65，熔点110-125℃，可用来阻止聚合物在加工和使用过程中的氧化，有效延长制品的使用期限。所述的一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机从进料口到挤出机头的温度依次分别为：170℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃。送料螺杆转速为30-80rpm，挤出螺杆转速为60-120rpm。本专利技术提供了一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，通过马来酸酐接枝聚乙烯和硅烷偶联剂协同表面改性高填充量的碳酸钙，从而使碳酸钙/回收高密度聚乙烯复合材料的力学性能全面超过回收高密度聚乙烯原料。具体实施方式为更好的理解本专利技术，下面结合实施方式对本专利技术做进一步说明。实施例1-6表1实施例1-4的配比（份数）按重量份数计，该含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料的原料组成为：碳酸钙（CaCO3）10-50份、回收高密度聚乙烯（RHDPE）50-90份、硅烷偶联剂（SCA）0.1-2份、马来酸酐接枝聚乙烯（MAH-g-PE）1-30份、氧化聚乙烯蜡（PE-Wax）0.1-2份、抗氧剂（A-O）0.1-2份。实施例1的制备方法一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，将表面改性的碳酸钙与回收高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中混炼挤出。具体包括如下步骤：按比例称取碳酸钙、回收高密度聚乙烯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等；将碳酸钙与回收高密度聚乙烯一同置于120℃的烘箱中干燥2小时，收集后置于高速混合机内；将硅烷偶联剂溶于其10倍体积的无水乙醇制成偶联剂/乙醇溶液，将其喷洒于碳酸钙表面，在高速混合机中混合改性10分钟，置于120℃的烘箱中干燥2小时；将硅烷偶联剂表面改性后的碳酸钙与回收高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等按比例在双螺杆挤出机中挤出造粒；最后置于120℃的烘箱中干燥2小时，制备出含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料。实施例2的制备方法一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，将表面改性的碳酸钙与回收高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中混炼挤出。具体包括如下步骤：按比例称取碳酸钙、回收高密度聚乙烯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等；将碳酸钙与回收高密度聚乙烯一同置于70℃的烘箱中干燥5小时，收集后置于高速混合机内；将硅烷偶联剂溶于其10倍体积的无水乙醇制成偶联剂/乙醇溶液，将其喷洒于碳酸钙表面，在高速混合机中混合改性10分钟，置于70℃的烘箱中干燥5小时；将硅烷偶联剂表面改性后的碳酸钙与回收高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等按比例在双螺杆挤出机中挤出造粒；最后置于70℃的烘箱中干燥5小时，制备出含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料。实施例3的制备方法一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，将表面改性的碳酸钙与回收高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中混炼挤出。具体包括如下步骤：按比例称取碳酸钙、回收高密度聚乙烯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等；将碳酸钙与回收高密度聚乙烯一同置于80℃的烘箱中干燥3小时，收集后置于高速混合机内；将硅烷偶联剂溶于其10倍体积的无水乙醇制成偶联剂/乙醇溶液，将其喷洒于碳酸钙表面，在高速混合机中混合改性10分钟，置于80℃的烘箱中干燥3小时；将硅烷偶联剂表面改性后的碳酸钙与回收高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等按比例在双螺杆挤出机中挤出造粒；最后置于80℃的烘箱中干燥3小时，制备出含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料。实施例4的制备方法一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，按重量份数计，该含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料的原料组成为：碳酸钙（CaCO3）10‑50份、回收高密度聚乙烯（RHDPE）50‑90份、硅烷偶联剂（SCA）0.025‑1份、马来酸酐接枝聚乙烯（MAH‑g‑PE）1‑30份、氧化聚乙烯蜡（PE‑Wax）0.1‑2份、抗氧剂（A‑O）0.1‑2份；其中，碳酸钙选用工业级，净含量≥90%；回收高密度聚乙烯选用挤出级，净含量≥90%；硅烷偶联剂，净含量≥98%，马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为1.5‑1.8%，氧化聚乙烯蜡，净含量≥99%；抗氧剂，净含量≥99%。

【技术特征摘要】
1.一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，按重量份数计，该含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料的原料组成为：碳酸钙（CaCO3）10-50份、回收高密度聚乙烯（RHDPE）50-90份、硅烷偶联剂（SCA）0.025-1份、马来酸酐接枝聚乙烯（MAH-g-PE）1-30份、氧化聚乙烯蜡（PE-Wax）0.1-2份、抗氧剂（A-O）0.1-2份；其中，碳酸钙选用工业级，净含量≥90%；回收高密度聚乙烯选用挤出级，净含量≥90%；硅烷偶联剂，净含量≥98%，马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为1.5-1.8%，氧化聚乙烯蜡，净含量≥99%；抗氧剂，净含量≥99%。2.一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于，将表面改性的碳酸钙与回收高密度聚乙烯在双螺杆挤出机中混炼挤出；具体包括如下步骤：按比例称取碳酸钙、回收高密度聚乙烯、硅烷偶联剂、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等；将碳酸钙与回收高密度聚乙烯一同置于120℃的烘箱中干燥2小时，按比例收集后置于高速混合机内；然后将硅烷偶联剂溶于其10倍体积的无水乙醇制成偶联剂/乙醇溶液，将其喷洒于碳酸钙表面，在高速混合机中混合改性10分钟，置于120℃的烘箱中干燥2小时；将硅烷偶联剂表面改性后的碳酸钙与回收高密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂等按比例在双螺杆挤出机中挤出造粒；最后置于120℃的烘箱中干燥2小时，制备出含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料。3.根据权利要求1所述的一种含碳酸钙的回收高密度聚乙烯增强增韧复合材料及其制备方法，其特征在于：所述的回收高密度聚乙烯为均匀的黑色颗粒，灰分含量≤3%，熔融指数为0.16-0.6g/min，拉伸强度为19.04Mpa，冲击强度为110.35kJ/m2，弯曲强度为13.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正环，王睿，范其香，王权，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学，
类型：发明
国别省市：天津,12