一种BN增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法与流程

本发明涉及塑料粒子领域，具体涉及一种bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法。

背景技术：

1、高密度聚乙烯(hdpe)是工程中常用的一种重要的通用塑料材料之一，应用的领域和范围非常的广泛，使用量和需求量也非常大。hdpe具有很多优点，其质量轻、无毒害、易成型加工、价格相对低廉。然而，与工程中实际要求的性能条件相比，普通的hdpe材料的力学性能和耐热性能仍然还有着很大的差距。尤其是在环境温度较低的条件下，hdpe材料会表现出韧性不足、材料收缩、力学性能低、耐热性差等缺点。因此，可通过添加合理的材料，配合合适的工艺来改善hdpe所存在的不足，进一步提高hdpe的力学性能和耐热性能，扩大其应用范围和条件，降低其生产成本。

2、hdpe应用范围十分广泛，需求量很大。国内外各研究团队都在投入大量的人员、精力来研究hdpe的增韧、增强、耐热的改性方法来提高hdpe的应用价值，扩大其应用领域，尤其是通过深入地研究，使通用塑料hdpe工程化，这是高分子材料领域研究的重点，也是热点之一。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，采用改性bn作为增强材料，既可以提高力学性能，又可以提高耐热性能。

2、技术方案：一种bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，包括以下步骤：

3、s1.将羧基化改性bn加入dmf中，得到bn悬浮液，将悬浮液加热，然后加入溴代十二烷，溴代十二烷的含量为bn的质量分数的30-50％，搅拌反应，得到烷基化改性bn；

4、s2.将马来酸酐接枝聚烯烃弹性体加入至二甲苯中，然后加入步骤s1制备的烷基化改性bn，加入对甲苯磺酸，搅拌反应得到表面接枝聚烯烃弹性体的bn；

5、s3.将高密度聚乙烯，聚烯烃弹性体和表面接枝聚烯烃弹性体的bn胺质量比100:10-20:3-6进行混合，利用螺杆挤出机挤出成型，挤出后进行造粒，得到bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子。

6、优选的，所述羧基化改性bn的制备方法包括以下步骤：

7、s11.将六方氮化硼分散在氢氧化钠水溶液中，在一定温度下反应，过滤洗涤，将产物分散于去离子水中，超声分散处理，得到悬浮液，将悬浮液离心去除未剥离的氮化硼，收集剥离的羟基化氮化硼；

8、s12.将羟基化氮化硼超声分散于dmf中，得到羟基化氮化硼悬浮液；

9、s13.将硅烷偶联剂kh-550和丁二酸酐等摩尔混合分散于dmf中，反应得到羧基化硅烷偶联剂；

10、s14.将羧基化硅烷偶联剂加入至羟基化氮化硼悬浮液中，然后加入水，在一定温度下搅拌反应，得到羧基化改性bn。

11、优选的，所述步骤s1中bn悬浮液的浓度为3-5wt％，加热温度为70-80℃，反应时间为2-6h。优选的，所述步骤s2中马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和烷基化改性bn的质量比为10:2-3，对甲苯磺酸的加入量为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体的0.1-0.3wt％。

12、优选的，所述步骤s3中挤出机温度设定如下：一区的温度为40℃，二区的温度为150-160℃，三区的温度为160-165℃，四区的温度为165-170℃，五区的温度为170-175℃，六区的温度为175-180℃，七区温度为180-185℃，八区温度为185-190℃，十二区温度为180-185℃，十三区温度为180-185℃，为机头温度设定为175-180℃，主机速度为200-220rpm。

13、优选的，所述步骤s11中氢氧化钠水溶液的浓度为1-5mol/l，反应温度为115-125℃，反应时间为20-30h，超声分散处理的时间为10-15h。

14、优选的，所述步骤s12中羟基化氮化硼悬浮液的浓度为3-5wt％；

15、优选的，所述步骤s14中羧基化硅烷偶联剂和羟基化氮化硼的质量比为10:5-12，反应温度为30-40℃，时间为4-8h。

16、有益效果：本发明bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子具有以下优点：

17、1.本发明中弹性体包覆纳米刚性粒子形成“核-壳”结构，纳米刚性粒子与基体间有一层弹性体过渡层作为缓冲带，从而该结构能发挥弹性体增韧作用的同时又具有刚性粒子的增强作用；2.本发明中采用bn作为增强材料，bn表面不含活性基团，通过改性后使得bn表面含有羧基，羧基化改性后表面接枝了聚烯烃弹性体，含有聚烯烃弹性体的bn可以与聚乙烯相容性提高，同时，bn的导热系数高，提高了聚乙烯离子的耐温效果。

技术特征：

1.一种bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于，所述羧基化改性bn的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中bn悬浮液的浓度为3-5wt％，加热温度为70-80℃，反应时间为2-6h。

4.根据权利要求1所述的bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和烷基化改性bn的质量比为10:2-3，对甲苯磺酸的加入量为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体的0.1-0.3wt％。

5.根据权利要求1所述的bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中挤出机温度设定如下：一区的温度为40℃，二区的温度为150-160℃，三区的温度为160-165℃，四区的温度为165-170℃，五区的温度为170-175℃，六区的温度为175-180℃，七区温度为180-185℃，八区温度为185-190℃，十二区温度为180-185℃，十三区温度为180-185℃，为机头温度设定为175-180℃，主机速度为200-220rpm。

6.根据权利要求2所述的bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤s11中氢氧化钠水溶液的浓度为1-5mol/l，反应温度为115-125℃，反应时间为20-30h，超声分散处理的时间为10-15h。

7.根据权利要求2所述的bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤s12中羟基化氮化硼悬浮液的浓度为3-5wt％。

8.根据权利要求2所述的bn增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤s14中羧基化硅烷偶联剂和羟基化氮化硼的质量比为10:5-12，反应温度为30-40℃，时间为4-8h。

技术总结本发明提供了一种BN增强高强度耐高温聚乙烯粒子的制备方法，包括以下步骤：S1.将羧基化改性BN加入DMF中，得到BN悬浮液，将悬浮液加热，然后加入溴代十二烷，溴代十二烷的含量为BN的质量分数的30‑50％，搅拌反应，得到烷基化改性BN；S2.将马来酸酐接枝聚烯烃弹性体加入至二甲苯中，然后加入步骤S1制备的烷基化改性BN，加入对甲苯磺酸，搅拌反应得到表面接枝聚烯烃弹性体的BN；S3.将高密度聚乙烯，聚烯烃弹性体和表面接枝聚烯烃弹性体的BN胺质量比100:10‑20:3‑6进行混合，利用螺杆挤出机挤出成型，挤出后进行造粒，得到BN增强高强度耐高温聚乙烯粒子。本发明采用改性BN作为增强材料，既可以提高力学性能，又可以提高耐热性能。技术研发人员：周志超,曹睛睛受保护的技术使用者：太仓隆悦环保材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26