本發(fā)明涉及高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體而言，涉及一種高密度聚乙烯樹脂及其制備方法、應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：高密度聚乙烯是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性通用工程塑料，它具有耐熱性、耐寒性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，介電性能及耐環(huán)境應(yīng)力開裂性好等優(yōu)點(diǎn)。但高密度聚乙烯的耐老化性能差，特別是熱氧化作用會(huì)使其性能變差，其收縮率較大，阻燃性也差，不能直接用作低收縮、高耐候阻燃的材料，也因此而在戶外制品應(yīng)用領(lǐng)域受到了極大的限制。而目前，戶外電力系統(tǒng)方面具有極大的市場，因此，開發(fā)一款耐候阻燃的高密度聚乙烯樹脂來適應(yīng)電力系統(tǒng)方面的需求，具有良好的發(fā)展前景?，F(xiàn)有技術(shù)中，制備耐候阻燃的高密度聚乙烯主要從多個(gè)方面入手。在阻燃方面，主要是利用無鹵阻燃劑、氫氧化鎂、氫氧化鋁、紅磷等對高密度聚乙烯進(jìn)行改性，還有就是用十溴二苯乙烯、三氧化二銻復(fù)配改性制得；在降低收縮率方面，主要是通過填充滑石粉對高密度聚乙烯進(jìn)行改性；在耐候方面，主要是通過添加抗氧劑及抗紫外光劑進(jìn)行改性。最終得到的耐候阻燃的高密度聚乙烯材料的阻燃能力可以達(dá)到V0級別，但這些耐候阻燃的高密度聚乙烯材料生產(chǎn)的制品的比重較大，而且普遍存在韌性不足，流動(dòng)性差的缺點(diǎn)。若要保證產(chǎn)品的韌性和流動(dòng)性，只用紅磷作為阻燃劑，那么其只能用作深顏色或黑色產(chǎn)品的阻燃劑，其應(yīng)用受到限制；若用十溴二苯乙烷、三氧化二銻復(fù)配作為阻燃劑，制得的材料的阻燃方面又存在燃燒時(shí)易產(chǎn)生滴落，比重大、韌性不足等問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種高密度聚乙烯樹脂，此高密度聚乙烯樹脂的韌性和流動(dòng)性好，耐候阻燃性也好。本發(fā)明的另一目的在于提供上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，該方法操作簡單，制備方便。本發(fā)明的另一目的在于提供上述高密度聚乙烯樹脂在戶外電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種高密度聚乙烯樹脂，主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，阻燃劑6～28％、無機(jī)填料10～15％、其它助劑1～2％和高密度聚乙烯余量，無機(jī)填料為球狀的無機(jī)填料，無機(jī)填料的粒徑在50μm以下，高密度聚乙烯選自熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.1～1g/10min的高密度聚乙烯、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為15～25g/10min的高密度聚乙烯中的一種或多種。優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，上述阻燃劑選自十溴二苯乙烷、新型阻燃劑中的一種或多種，十溴二苯乙烷的溴含量為81～83％，新型阻燃劑為深圳市聯(lián)合鑫科技有限公司生產(chǎn)的LHX-999-IV新型阻燃劑。優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，上述阻燃劑為十溴二苯乙烷和新型阻燃劑的混合物，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，十溴二苯乙烷15～20％、新型阻燃劑6～8％。優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，上述新型阻燃劑的白度在95％以上，新型阻燃劑的粒徑為1.5～2.0μm。優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，上述其它助劑選自抗氧劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑、耐候劑中的一種或多種，優(yōu)選抗氧劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑和耐候劑的混合物。另外，上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，是將原料混合改性后，造粒而成。優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，上述混合的時(shí)間為5～8min。優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，上述改性包括：將原料加入雙螺桿造粒機(jī)中，在175～200℃下處理2～3min。優(yōu)選地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，上述造粒具體為：在0.06～0.1Pa下進(jìn)行造粒。另外，上述高密度聚乙烯樹脂在戶外電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明包括以下有益效果：本發(fā)明中的無機(jī)填料的形狀和粒徑的選取能夠保證其處于微球狀態(tài)，在作為原料填入樹脂后，在受到外力的情況下，粒子與粒子之間阻力小，流動(dòng)性好。通過選擇熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.1～1g/10min和/或15～25g/10min的高密度聚乙烯，來與無機(jī)填料等其它原料進(jìn)行配合，共同制備樹脂。在特定的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率范圍內(nèi)，高密度聚乙烯與其它原料協(xié)同作用，制得的樹脂的黏度較小，流動(dòng)性好，容易獲得形狀，韌性好。本發(fā)明提供的高密度聚乙烯樹脂能夠在戶外惡劣的環(huán)境條件中使用，其流動(dòng)性好，尺寸穩(wěn)定性好，阻燃性也好，能夠達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的V0級別，無滴落，其比重輕、韌性好，也不受顏色限制，可以用于制作各種顏色產(chǎn)品。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。下面對本發(fā)明實(shí)施例的高密度聚乙烯樹脂及其制備方法、應(yīng)用進(jìn)行具體說明。高密度聚乙烯樹脂主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，阻燃劑6～28％、無機(jī)填料10～15％、其它助劑1～2％和高密度聚乙烯余量，其中，無機(jī)填料為球狀的無機(jī)填料，無機(jī)填料的粒徑在50μm以下，高密度聚乙烯選自熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.1～1g/10min的高密度聚乙烯、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為15～25g/10min的高密度聚乙烯中的一種或多種。其中，無機(jī)填料選自二氧化硅、滑石、高嶺石、硅灰石、碳酸鈣、氧化鈦、氧化鋁、硫酸鋇中的一種或多種。阻燃劑選自十溴二苯乙烷、新型阻燃劑中的一種或多種，十溴二苯乙烷的溴含量為81～83％，新型阻燃劑為深圳市聯(lián)合鑫科技有限公司生產(chǎn)的LHX-999-IV新型阻燃劑。十溴二苯乙烷可以選擇老牌企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，但是，此種選擇并不作為限制，只要其滿足溴含量為81～83％即可。新型阻燃劑的主要成分是硅、鎂，其可以等量替代三氧化二銻，且做出來的產(chǎn)品各項(xiàng)性能都優(yōu)于三氧化二銻的性能。阻燃劑為十溴二苯乙烷和新型阻燃劑的混合物，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，十溴二苯乙烷15～20％、新型阻燃劑6～8％。利用十溴二苯乙烷和新型阻燃劑進(jìn)行特定配制，混合后作為阻燃劑，阻燃效果非常好，而且制得的樹脂的韌性也好。新型阻燃劑的白度在95％以上，新型阻燃劑的粒徑為1.5～2.0μm。白度和粒徑的限制，能夠保證新型阻燃劑添加到樹脂中，得到的高密度聚乙烯樹脂既具有較好的阻燃性，又具有較好的流動(dòng)性。其它助劑選自抗氧劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑、耐候劑中的一種或多種，優(yōu)選抗氧劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑和耐候劑的混合物?？寡鮿┰诰酆衔矬w系中僅少量存在時(shí)，可以延緩或抑制聚合物氧化過程的進(jìn)行，從而阻止聚合物的老化并延長其使用壽命，抗氧劑可以選用抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑DLTP中的一種或多種。潤滑劑可以選用石蠟、硬脂酸鎂、潤滑劑EBS中的一種或多種。熱穩(wěn)定劑可以選用硬脂酸鈣、馬來酸酐、硬脂酸鋅中的一種或多種。耐候劑可以選用2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮。因?yàn)槠渌鷦┑奶砑恿可?，而又需起到相?yīng)作用，所以以上的其它助劑均優(yōu)選進(jìn)口的，選擇質(zhì)量較好的。如抗氧劑168和抗氧劑1010可以選用汽巴的，潤滑劑EBS可以選用日本花王的。本發(fā)明還提供了上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法：按照配比稱取原料，將原料混合改性后，造粒而成。其中，混合的時(shí)間為5～8min?；旌献銐虻臅r(shí)間能夠保證原料混合均勻，利于改性?；旌喜僮骺梢岳没炝蠙C(jī)進(jìn)行?；旌虾蟮母男园ǎ簩⒃霞尤腚p螺桿造粒機(jī)中，在175～200℃下處理2～3min。雙螺桿造粒機(jī)可以用于樹脂的改性，而利用雙螺桿造粒機(jī)進(jìn)行改性，能夠保證物料良好的分散性，如此，可以提高制得的樹脂的韌性。雙螺桿造粒機(jī)的長徑比為37～42:1，長徑比優(yōu)選為40:1，雙螺桿造粒機(jī)的機(jī)型可以為65#。改性后的造粒具體為：在0.06～0.1Pa下進(jìn)行造粒。高密度聚乙烯是高分子物質(zhì)，而一些其它原料是低分子物質(zhì)，在改性之后，在0.06～0.1Pa的真空環(huán)境下進(jìn)行造粒，能夠避免物質(zhì)的析出，保證制得的樹脂的密實(shí)度。本發(fā)明還提供了上述高密度聚乙烯樹脂在戶外電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用。以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：實(shí)施例一本實(shí)施例提供的高密度聚乙烯樹脂，主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，溴含量為81％的十溴二苯乙烷15％、粒徑為30μm的球狀硅灰石10％、抗氧劑10760.5％、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮0.5％和熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.1g/10min的高密度聚乙烯74％。本實(shí)施例還提供了上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，包括以下步驟：將原料混合5min，然后加入雙螺桿造粒機(jī)中，在175℃下處理3min，再在0.06Pa下進(jìn)行造粒。實(shí)施例二本實(shí)施例提供的高密度聚乙烯樹脂，主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，新型阻燃劑8％、粒徑為50μm的球狀滑石15％、抗氧劑10100.8％、硬脂酸鎂0.8％、馬來酸酐0.4％和熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為25g/10min的高密度聚乙烯75％；其中，新型阻燃劑為深圳市聯(lián)合鑫科技有限公司生產(chǎn)的LHX-999-IV新型阻燃劑，其白度為98％，粒徑為2.0μm。本實(shí)施例還提供了上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，包括以下步驟：將原料混合8min，然后加入雙螺桿造粒機(jī)中，在200℃下處理2min，再在0.1Pa下進(jìn)行造粒。實(shí)施例三本實(shí)施例提供的高密度聚乙烯樹脂，主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，十溴二苯乙烷20％、新型阻燃劑7％、粒徑為40μm的球狀滑石5％、抗氧劑10100.3％、潤滑劑EBS0.6％、硬脂酸鈣0.6％、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮0.5％和熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.5g/10min的高密度聚乙烯66％；其中，十溴二苯乙烷的溴含量為82％，新型阻燃劑為深圳市聯(lián)合鑫科技有限公司生產(chǎn)的LHX-999-IV新型阻燃劑，其白度為97％，粒徑為1.8μm，抗氧劑1010為汽巴生產(chǎn)，潤滑劑EBS為日本花王生產(chǎn)。本實(shí)施例還提供了上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，包括以下步驟：將原料混合6min，然后加入雙螺桿造粒機(jī)中，在185℃下處理3min，再在0.08Pa下進(jìn)行造粒。實(shí)施例四本實(shí)施例提供的高密度聚乙烯樹脂，主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，十溴二苯乙烷20％、新型阻燃劑7％、粒徑為40μm的球狀二氧化硅10％、抗氧劑1680.5％、硬脂酸鎂0.4％、硬脂酸鈣0.5％、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮0.6％和熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.7g/10min的高密度聚乙烯61％；其中，十溴二苯乙烷的溴含量為82％，新型阻燃劑為深圳市聯(lián)合鑫科技有限公司生產(chǎn)的LHX-999-IV新型阻燃劑，其白度為95％，粒徑為1.8μm，抗氧劑168為汽巴生產(chǎn)。本實(shí)施例還提供了上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，其中，操作步驟、操作條件均與實(shí)施例三中的相同。實(shí)施例五本實(shí)施例提供的高密度聚乙烯樹脂，主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，十溴二苯乙烷20％、新型阻燃劑7％、粒徑為45μm的球狀滑石10％、抗氧劑10100.5％、潤滑劑EBS0.5％、硬脂酸鋅0.5％、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮0.5％、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.4g/10min的高密度聚乙烯30％和熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為18g/10min的高密度聚乙烯31％；其中，十溴二苯乙烷的溴含量為81％，新型阻燃劑為深圳市聯(lián)合鑫科技有限公司生產(chǎn)的LHX-999-IV新型阻燃劑，其白度為96％，粒徑為1.8μm，抗氧劑1010為汽巴生產(chǎn)，潤滑劑EBS為日本花王生產(chǎn)。本實(shí)施例還提供了上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，其中，操作步驟、操作條件均與實(shí)施例三中的相同。實(shí)施例六本實(shí)施例提供的高密度聚乙烯樹脂，主要由以下原料制成，按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，十溴二苯乙烷20％、新型阻燃劑7％、粒徑為30μm的球狀碳酸鈣10％、抗氧劑1680.4％、石蠟0.5％、硬脂酸鈣0.4％、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮0.7％、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.6g/10min的高密度聚乙烯40％和熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為15g/10min的高密度聚乙烯21％；其中，十溴二苯乙烷的溴含量為83％，新型阻燃劑為深圳市聯(lián)合鑫科技有限公司生產(chǎn)的LHX-999-IV新型阻燃劑，其白度為98％，粒徑為1.6μm，抗氧劑168為汽巴生產(chǎn)。本實(shí)施例還提供了上述高密度聚乙烯樹脂的制備方法，其中，操作步驟、操作條件均與實(shí)施例三中的相同。對實(shí)施例三～實(shí)施例六制得的高密度聚乙烯樹脂進(jìn)行性能測試：取用1～2kg制得的高密度聚乙烯樹脂，放置在托盤中，送入烘箱，在90℃下烘烤2.5h，然后利用注塑機(jī)注塑成型，得到測試樣條，再進(jìn)行性能測試。測試結(jié)果參見表1：表1測試項(xiàng)目實(shí)施例三實(shí)施例四實(shí)施例五實(shí)施例六拉伸強(qiáng)度20.226.523.424.1Izod缺口沖擊14.112.510.211.5MFR1.21.05.45.2阻燃3.2mmV0V0V0V0阻燃1.6mmV0V0V0V0密度1.181.211.191.2由上表可知，本發(fā)明提供的高密度聚乙烯樹脂具有良好的阻燃性，1.6mm能夠達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的V0級別，無滴落，材料尺寸穩(wěn)定性好、韌性佳。另外，將其它實(shí)施例的提供的高密度聚乙烯樹脂用于進(jìn)行性能測試，獲得的結(jié)果與上述結(jié)果一致。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3