一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料

一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料。

背景技术

聚乙烯是一种质轻无毒，具有优良的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性材料，其价格低廉，成型加工容易，广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业。纳米碳纤维是一种新型亚微米增强材料，具有较高的强度和杨氏模量，较好的导电、导热及热稳定性以及极好的表面尺寸效应等，因而受到了人们极大的关注。将纳米碳纤维改性聚乙烯材料具有其独特的优点，在国防军工或民用工业将具有非常广泛应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：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%。

所述的纳米碳纤维为以烯烃为碳源而制成直径在50nm～200nm的纳米碳纤维。

所述的填料为碳酸钙或滑石粉，其平均径粒在20nm～100nm之间。

所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）或马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）。

所述的分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、OP蜡、乙撑双硬酯酰胺（EBS）中的一种。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

所述的其它添加剂为光稳定剂及料。

上述的一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量配比称取填料和偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面活化处理好的填料，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、纳米碳纤维、相容剂、分散剂、抗氧剂和其它添加剂，在100℃～120℃温度下继续混合5～15分钟；

（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的一种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等，在分子器件和提高复合材料力学性能方面显示出巨大的潜力，可广泛应用于国防军工或民用工业等领域，具有非常广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

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60%、纳米碳纤维8%、平均径粒在20nm～100nm之间的碳酸钙25%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）4%、聚乙烯蜡1.5%、硅烷偶联剂0.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.4%、其它添加剂0.6%。其中，所述的纳米碳纤维为以烯烃为碳源而制成直径在50nm～200nm的纳米碳纤维；所述的其它添加剂为光稳定剂及料。

制备方法：（1）按重量配比称取碳酸钙和硅烷偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面活化处理好的碳酸钙，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、纳米碳纤维、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、聚乙烯蜡、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物和其它添加剂，在100℃～120℃温度下继续混合5～15分钟；（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料。

实施例2：

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%、纳米碳纤维6%、平均径粒在20nm～100nm之间的滑石粉35%、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）5%、乙撑双硬酯酰胺（EBS）2%、钛酸酯偶联剂1%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、其它添加剂0.5%。其中，所述的纳米碳纤维为以烯烃为碳源而制成直径在50nm～200nm的纳米碳纤维；所述的其它添加剂为光稳定剂及料。

制备方法：（1）按重量配比称取滑石粉和钛酸酯偶联剂，加入高速混合器中混合均匀，温度为80℃～100℃，混合时间为10～30分钟，得到表面活化处理好的滑石粉，然后加入按重量配比称取的聚乙烯、纳米碳纤维、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）、乙撑双硬酯酰胺（EBS）、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物和其它添加剂，在100℃～120℃温度下继续混合5～15分钟；（2）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后挤出、冷却、造粒、干燥，即得本发明的一种纳米碳纤维改性聚乙烯材料。