一种海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法与流程

本发明涉及高分子复合材料领域，具体而言，是一种兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法。

背景技术：

1、随着全球海运与冷链物流的迅猛发展，中空板作为重型物资周转的核心载体，长期面临海洋高盐雾腐蚀、持续颠簸及温湿度剧烈交变等恶劣工况。因此，海洋运输用中空板必须具备顶级的承重刚性、耐候抗冲韧性，以及确保物流条码长效清晰的防脱墨安全屏障。

2、然而，传统聚丙烯（pp）中空板本征刚性不足、易软塌。业界尝试引入高比例重质碳酸钙等无机粉体增刚，并混入乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）以解决表面油墨易剥落难题。但高达50%以上的强亲水无机粉体与疏水树脂极难相容，极易在熔体中发生海量团聚，并与极性组分产生强烈的竞争吸附。这导致多相界面失效，在面对海运装卸粗暴跌落时无法有效耗散应力，极易发生宏观脆断崩塌。同时，大量无机粉体无序暴露，更易在湿热盐雾中引发界面侵蚀，导致材料老化寿命断崖式降低。此外，在连续挤出大生产中，该高填充复杂体系的加工窗口极窄。极易因双螺杆强剪切生热，引发极性分子的过度交联与热解死料；或在真空定型冷却时，因降温梯度不当导致极性基团被瞬间冻结于芯部，无法向表面迁移富集，丧失防脱墨功能。同时，结晶内应力积聚极易引发中空孔壁翘曲与塌陷变形。这些抗冲脆断、盐雾老化、油墨脱落及流变加工失控脱粘的技术瓶颈，严重制约了海洋级防脱墨高填充中空板的工业化应用。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法，解决现有高分子复合材料领域面临的共性技术难题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、作为本发明提供了一种兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法，包括如下步骤：

5、s1以质量份计，取50-60份重质碳酸钙填料进行热力活化处理；维持热力活化处理的条件，加入2-3份钛酸酯偶联剂进行化学锚定反应；随后加入2-3份纳米氧化锌，0.5-1.5份ebs润滑剂进行物理包覆；形成复合改性填料；

6、s2将所述复合改性填料与25-35份聚丙烯树脂、0.1-0.3份复配抗氧剂（抗氧剂1010与168复配）从主喂料口加入双螺杆挤出机，并将其中的6-8份乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）通过侧喂料口加入，通过设置梯度反应温度，以240-280 rpm转速进行原位反应性挤出造粒，制得复合材料颗粒；

7、s3将所述复合材料颗粒通过挤出机，在设置的冷却定型温度下挤出成型，即得所述中空板。

8、作为本发明所述兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s1中所述重质碳酸钙的添加量为55份，所述钛酸酯偶联剂的添加量为2份，所述纳米氧化锌的添加量为2.5份，所述ebs润滑剂的添加量为1份；

9、作为本发明所述兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s2中所述聚丙烯树脂的添加量为30份，所述乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）为7份，所述复配抗氧剂（抗氧剂1010与168复配）为0.2份，所述双螺杆挤出机的转速为260rpm。

10、其中，海洋防腐功能粉体纳米氧化锌与乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）按照质量比为1：2-3。

11、作为本发明所述兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s2中所述梯度反应温度分为160℃-175℃的固体输送与冷态预热区、215℃-230℃的高温强剪切熔融分散区、200℃-210℃的侧喂料与温控拐点区、185℃-195℃的反应淬灭与温和分布区、190℃-200℃的熔体建压与挤出成型区；

12、所述步骤s3中所述冷却定型温度从热驻留温度到定型缓冲水温度端依次为50℃-60℃、30℃-40℃。

13、作为本发明所述兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法的一种优选方案，其中：所述固体输送与冷态预热区的温度为170℃、所述高温强剪切熔融分散区的温度为225℃、所述侧喂料与温控拐点区的温度为205℃、所述反应淬灭与温和分布区的温度为190℃、所述熔体建压与挤出成型区温度为195℃。

14、作为本发明所述兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法的一种优选方案，其中：所述冷却定型温度从热驻留温度到定型缓冲水温度端依次为55℃、35℃。

15、作为本发明所述兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法的一种优选方案，其中：所述洋防腐功能粉体纳米氧化锌与乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）按照质量比为5：14。

16、作为本发明所述兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板及其制备方法的一种优选方案，其中：所述步骤s1中所述热力活化处理的参数为以2000-3000rpm转速在110-120℃持续搅拌10-20分钟。

17、本发明还提供一种兼具海洋运输用耐腐蚀防脱墨高填充碳酸钙中空板，由上述方法制备而成，其中：所制备的中空板内部均匀分布有以碳酸钙颗粒为内核、包覆有钛酸酯偶联剂与纳米氧化锌的复合填料；所述钛酸酯偶联剂与所述碳酸钙内核表面发生化学锚定，形成单分子键合的疏水过渡层；所述乙烯-丙烯酸共聚物（eaa）的游离羧基与所述纳米氧化锌发生离子交联反应，形成贯穿无机复合填料与聚丙烯基体的化学桥联网络；所述乙烯-丙烯酸共聚物的非极性乙烯链段，通过物理包覆与增容作用，形成与聚丙烯基体物理缠结的相容过渡层；并且，所述乙烯-丙烯酸共聚物的极性链段在所述中空板外表层富集，使得外表层的表面张力≥44 mn/m，所述中空板的悬臂梁缺口冲击强度≥10.0 kj/m²。

18、本发明的有益效果为：本发明通过构建以重质碳酸钙为内核、包覆钛酸酯偶联剂疏水单分子键合层与纳米氧化锌防腐阻隔层的复合改性填料，配合聚丙烯（pp）基体与乙烯-丙烯酸共聚物（eaa），在保持高填充体系顶级承重抗压刚性的同时，极大提升了相间抗冲击韧性，实现海运粗暴装卸下大能量撞击变形而不脆断的力学完整性，达成重载物流载具的高强低成本化。工艺创新采用“倒u型”温控曲线与eaa侧喂料解耦技术，在第四温区精准诱发纳米氧化锌与eaa的锌离子交联反应，构建贯穿无机填料与有机基体的化学桥联网络，解决了海量亲水粉体极易团聚与相分离的难题，消除微观界面缝隙，长效锁死水氧与腐蚀性盐离子。解决了海洋高湿、高盐雾涉水工况下无机填料极易吸水膨胀、水解剥离的老化隐患，确保了长效的物理防腐屏障与耐候力学稳定性。此外，利用定型第一阶段的50℃-60℃热驻留定型工艺，赋予半固态熔体充裕的热力学松弛空间，诱发eaa极性大分子链段向外表层完美迁移富集，实现了表面张力（≥44 mn/m）的根本跃升与防脱墨功能。结合30℃-40℃梯度缓冷温控引导微晶均质生长，制品内部残余应力化解，宏观表现为无翘曲、中空壁尺寸精度极高，有效拓展了其在全球海洋集装箱运输、冷链物流及精密仪器周转防护领域的工业化应用。