HDPE 板材耐热改性配方的研究

发布时间:2009-11-25 93
      普通 HDPE 防水片材选用优质的聚乙烯原生树脂,主要成分为 97.5%的高密度聚乙烯,约 2.5%的炭黑、抗老化剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、稳定剂等辅料,用塑料挤出生产设备通过 3 层共挤而成。 产品测试依据国家标准 GB/T 18173.1-2000。具有防渗系数高、化学稳定性好、耐老化性能、优异抗穿刺能力、高机械强度、环保无毒性等优良的性能。主要应用于环保环卫、水利、建筑、市政工程、园林、景观、石化、矿业、盐业、农业、水产养殖业的应用要求。 

      但由于材质本身的熔点在 126~130 ℃之间,HDPE 防水片材在耐热方面有一定的局限性,不适用于温度高于 120 ℃的环境。因而,开发生产具有良好耐热度的 HDPE 防水板材生产配方,提高产品应用广度,必将产生显著的经济效益和良好的社会效益。 

      聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称 Polyamide(简称 PA),是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称。包括脂肪族 PA、芳香族 PA。其中,脂肪族 PA 品种多,产量大,应用广泛,其命名由合成单体具体的碳原子数而定。尼龙是最重要的工程塑料,产量在五大通用工程塑料中居首位。尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂,作为工程塑料的尼龙分子量一般为 1.5 万~3 万,尼龙具有很高的机械强度,软化点高,耐热、磨擦系数低、耐磨损、自润滑性、吸震性和消音性、耐油、耐弱酸、耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒、无臭,耐候性好,染色性差。缺点是吸水性大,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低树脂吸水率,使其能在高温、高湿下工作。另外尼龙的熔体流动性好,很容易和高密度聚乙烯的熔体混容在一起。 

      马来酸酐接枝聚烯烃,由聚烯烃经反应挤出接枝马来酸酐制得。非极性的分子主链上引入了强极性的侧基,马来酸酐接枝聚烯烃成为增进极性材料与非极性材料黏接性和相容性的桥梁。马来酸酐接枝聚烯烃的典型应用包括:(1)聚烯烃与尼龙、EVOH、金属(铝、铜、钢)等的共挤黏合、黏结及复合膜;(2)聚烯烃 / 尼龙体系的相容剂,尼龙的增韧剂;(3)无机增强和填充材料与聚烯烃之间的偶联剂;(4)无机和有机颜料(色母粒)、阻燃剂与聚烯烃之间的偶联剂;(5)ABS、PC 及其合金与填充材料的相容剂、增韧剂;(6)塑料合金相容剂、增韧剂;(7)铝塑复合、铁塑复合产品外观:聚烯烃本色。自由流动的粒子应用方法:作为相容剂、增韧剂、偶联剂,使用时通常的添加量为 2%~10%。
 
      尼龙的机械强度、软化点、耐磨损和耐热性能等均高于 HDPE, HDPE 中加入少量尼龙,可提高 HDPE 板材的耐热性和刚性。纯粹的尼龙与 HDPE 熔体的相容性很差,从而影响最终产品的各项物理性能。因尼龙 -HDPE 界面的黏接力差,它不能像橡胶粒子那样有效的引发银纹和剪切带,因此采用马来酸酐接枝聚烯烃来增加尼龙与 HDPE 的相容性。 

      尼龙 /HDPE/ 马来酸酐接枝聚烯烃三元共混材料是非均相体系,马来酸酐接枝聚烯烃是尼龙、HDPE 的良好的相容剂,因马来酸酐接枝聚烯烃易处于两相的界面上,成为增进极性材料与非极性材料黏接性和相容性的桥梁,从而增进两者的相容性。 
通过向 HDPE 板材生产配方中添加尼龙与马来酸酐接枝聚烯烃,得出:(1) 在 HDPE 板材生产配方中添加尼龙与马来酸酐接枝聚烯烃后,在成品中实现了耐热度由 120 ℃提高为 160 ℃以上。(2) 在 HDPE 与尼龙混合体系中添加马来酸酐接枝聚烯烃后,其断裂拉伸强度和断裂延伸率要比没有添加时有很大提高。