一种耐溶剂高分子复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子复合材料领域，尤其涉及一种耐溶剂高分子复合材料及其制备方法和应用。通过加入相容剂PP‑g‑MAH，形成了PP‑g‑PA6；加入相容剂HDPE‑g‑MAH，形成了HDPE‑g‑PA6。而PP与HDPE相容性较好，这样PP、HDPE与PA6形成相容性好的共混物。PA6与PPS(聚苯硫醚)相容性也较好，整个复合材料形成了相容性较好的四元共混物，通过分步挤出的方法再加上短切纤维的骨架作用，协同提高了材料的力学性能、耐溶剂性能，制得耐溶剂高分子复合材料。

A solvent resistant polymer composite and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种耐溶剂高分子复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子复合材料领域，尤其涉及耐溶剂高分子复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前含溶剂类的化工产品一般是在铁制桶内喷涂聚偏氟乙烯(PVDF)涂层，但涂层在使用中易脱落，导致内容物变质，加上涂层工序较繁琐，费用较高，不经济。另外一种容器是玻璃容器，虽然耐溶剂性能好，但玻璃在搬运和运输过程中容易破损，会产生产品泄漏；普通塑料桶的材料一般是PE和PP树脂，耐溶剂性差，容易发生溶胀效应，此外，采用普通塑料制得的耐溶剂材料力学性能也比较差，不能满足实际需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有技术中普通塑料制品耐溶剂性较差，制得的材料存在力学强度不够高，影响使用的问题，提供一种力学性能好、流动性好的耐溶剂高分子复合材料及其制备方法，所制备的高分子材料同时满足力学强度高、流动性好、耐溶剂性好的要求，并能够适用于挤出、注塑、压制成型等加工工艺。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供的耐溶剂高分子复合材料，其组分按照重量份数计算为：HDPE30～60份；PP20～30份；乙烯-辛烯共聚物(POE)3～6份；尼龙6：5～10份；聚苯硫醚：4～10；PP-g-MAH：2～5份；PE-g-MAH：2～5份；短切纤维：3～5份；抗氧剂：0.2～0.5份，其中，HDPE为HDPE5306和HDPE5000S的共混物。优选为：HDPE530630份，HDPE5000S20份，PPT30S20份，POE81505份，尼龙6：7份；聚苯硫醚：7份；PP-g-MAH：3.2份；PE-g-MAH：3.5份；短切碳纤维：4份；抗氧剂：0.3份。其中，高密度聚乙烯(HDPE5000S/HDPE5306)熔体流动速率为：2g/10min～6g/10min(测试条件为：190℃和2.16kg压力)，缺口冲击强度在30kJ/m2～60kJ/m2。聚酰胺6(尼龙6)，日本宇部兴产株式会社。乙烯-辛烯共聚物(POE)，POE8150，美国杜邦公司。PP-g-MAH，聚丙烯接枝马来酸酐，购买。PE-g-MAH，聚乙烯接枝马来酸酐，购买。聚丙烯(PP)，牌号T30S，熔体流动速率MFR＝3.5g/10min(测试条件：230℃，2.16kg)，生产厂家：大连石化。聚苯硫醚(PPS)，牌号SC-PPS-P-Ⅱ，成都乐天。短切纤维，平均长度3mm，平均直径7微米。本专利技术还提供了一种耐溶剂高分子复合材料的制备方法：由于本专利技术材料种类较多，同时放入挤出机中挤出，由于配比复杂、各种物料互相干涉，各组分不能有效实现协同作用，会对最终产品的性能产生较大的影响，因此本专利技术采用逐步挤出的方法完成材料的制备，同时加工过程中加入了两种抗氧剂，能够有效预防材料的降解。第一步，实验原料的准备：按上述要求准备原料。第二步，制备耐溶剂高分子复合材料：(1)先将两种HDPE按照一定比例在双螺杆挤出机中共混，制备HDPE共混物。双螺杆挤出机各段温度如表1所示。这一步共混温度低，使用抗氧剂1010。表1双螺杆挤出机各区温度(2)将HDPE共混物、HDPE-g-MAH及PA6在双螺杆挤出机中进行反应共混，形成HDPE-g-PA6共聚材料。双螺杆挤出机各段温度如表2所示。这一步共混温度高，使用抗氧剂1098。表2双螺杆挤出机各区温度(3)将PP、PP-g-MAH及PA6在双螺杆挤出机中进行反应共混，形成PP-g-PA6共聚材料。双螺杆挤出机各段温度如表2所示。这一步共混温度高，使用抗氧剂1098。(4)将步骤(2)制得的HDPE-g-PA6共聚材料、步骤(3)制得的PP-g-PA6共聚材料、POE材料及PPS材料在双螺杆挤出机中进行共混，同时从挤出机侧口加入短切纤维(玻璃纤维或碳纤维)，制得耐溶剂高分子复合材料。双螺杆挤出机各段温度如表3所示。这一步共混温度高，使用抗氧剂1098。表3双螺杆挤出机各区温度首先，将两种HDPE共混，本身这两种材料耐溶剂性能较好，而且共混材料的流动性、冲击性能均较好，制备这样的基体为整个共混材料提供了良好的前提条件。将HDPE共混物、HDPE-g-MAH及PA6反应共混挤出，形成HDPE-g-PA6接枝共混材料，进一步提高了HDPE材料的耐溶剂性能。将PP、PP-g-MAH及PA6在双螺杆挤出机中进行反应共混，形成PP-g-PA6共聚材料。PP一般用均聚PP，耐温度性能高于HDPE，冲击性能比HDPE弱，流动性较好，为后续与HDPE/PA6共混打好基础。将HDPE/PA6、PP/PA6及POE、PPS、短切纤维共混，由于已经形成了HDPE-g-PA6和PP-g-PA6共聚物，故HDPE/PA6与PP/PA6容易形成相容性好的共混材料，这样共混材料耐溶剂性能也较好。加入POE是为了改善共混材料的冲击性能。PPS加入共混材料，一方面进一步提高了共混材料的耐溶剂性能，另一方面PPS流动性较好，改善了共混材料的流动性。短切纤维的加入，增加了共混材料的耐溶剂性能和力学性能。这样的多元共混填充材料，具有良好的综合性能，耐溶剂性能好、流动性好、力学强度高，而且基体是PP、HDPE，共混材料成本低，性能良好。本专利技术所用的设备见表4。表4主要设备本专利技术还提供了耐溶剂高分子复合材料的用途，该材料主要用于制备耐溶剂包装容器以及高强度、流动性好的高分子复合材料容器，可用于化工原料贮运、医药、农药、食品、日化等行业。有益效果：本专利技术将尼龙6、聚苯硫醚及短切纤维添加到聚丙烯和聚乙烯树脂中，由于聚苯硫醚流动性较好，能够弥补短切纤维对于基体流动性的影响。挤出的过程中聚苯硫醚和短切纤维两者形成网状结构，纤维形成骨架，聚苯硫醚和尼龙充满骨架间，从而提高了基体的耐溶剂性能和力学性能。由于相容剂PP-g-MAH的加入，形成了PP-g-PA6；相容剂HDPE-g-MAH的加入，形成了HDPE-g-PA6。而PP与HDPE相容性较好，这样PP、HDPE与PA6形成相容性好的共混物。PA6与PPS(聚苯硫醚)相容性也较好，这样整个共混材料PP/PE/PA6/PPS形成了相容性较好的四元共混物，再加上短切纤维的骨架作用，协同提高了材料的力学性能、耐溶剂性能。只需要少量的尼龙6和PPS，就能够较大提高材料的耐溶剂性能。同时，PPS脆性较大的弱点被基体PP/HDPE韧性较大的优点弥补，综合性能优良。具体实施方式测试标准：悬臂梁冲击实验的标准为GB/T1843-1996；弯曲强度的测试标准为GB/T9341；吸油率测试按照GB11547-89进行；万能制样机裁成5cm×5cm的样，然后放入50℃(高温)二甲苯中1-2周，取出擦干表面溶剂称量(在1分钟内称量完毕)；高温下测试耐溶剂性优点在于吸油率能在较短时间内达到饱和，提高了效率。吸油率D(％)按下式计算：D＝(G2-G1)/G1×100％式中：G2——浸油后试样的质量/g。G1——浸油前试样的质量/g。实施例1：按HDPE530630份，HDPE5000S20份，PPT30S20份，POE81505份，尼龙6：7份；聚苯硫醚：7份；PP-g-MAH：3.2份；PE-g-MAH：3.5份；短切碳纤维：4份；抗氧剂：0.3份。耐溶剂高分子材料的制备：(1)先将两种HDPE按照比例在双螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐溶剂高分子复合材料，其特征在于：所述复合材料按质量百分比其组成为：HDPE 30～60份；PP 20～30份；POE 3～6份；尼龙6：5～10份；聚苯硫醚：4～10；PP‑g‑MAH：2～5份；PE‑g‑MAH：2～5份；短切纤维：3～5份；抗氧剂：0.2～0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种耐溶剂高分子复合材料，其特征在于：所述复合材料按质量百分比其组成为：HDPE30～60份；PP20～30份；POE3～6份；尼龙6：5～10份；聚苯硫醚：4～10；PP-g-MAH：2～5份；PE-g-MAH：2～5份；短切纤维：3～5份；抗氧剂：0.2～0.5份。2.如权利要求1所述的耐溶剂高分子复合材料，其特征在于：所述复合材料按质量百分比其组成为：HDPE530630份，HDPE5000S20份，PP20份，POE5份，尼龙6：7份；聚苯硫醚：7份；PP-g-MAH：3.2份；PE-g-MAH：3.5份；短切碳纤维：4份；抗氧剂：0.3份。3.如权利要求1所述的耐溶剂高分子复合材料，其特征在于：所述HDPE熔体流动速率为：2g/10min～6g/10min；所述PP熔体流动速率为：3.5g/10min。4.如权利要求1所述的耐溶剂高分子复合材料，其特征在于：所述短切纤维为玻璃纤维或碳纤维，平均长度3mm，平均直径7μm。5.一种如权利要求1所述的耐溶剂高分子复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法步骤为：(1)将两种HDPE按比例在双螺杆挤出机中共混，制备HDPE共混物；(2)将HDPE共混物、HDPE-g-MAH及PA6在双螺杆挤出机中进行反应共混，制得HDPE-g-PA6共聚材料；(3)将PP、PP-g-MAH...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖华勇，刘春林，陶国良，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32