聚丙烯/高岭土复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚丙烯/高岭土复合材料及其制备方法，其包括按重量份计的100份聚丙烯、5.5～20.0份疏水改性高岭土、0.2～2.0份热稳定剂和0.2～2.0份加工助剂，该复合材料是通过先采用羧酸盐类改性剂对高岭土进行插层改性，然后再经十八烷基胺改性制备具有疏水特性的改性高岭土，最后将该疏水改性高岭土与聚丙烯、热稳定剂、加工助剂熔融共混制备得到的，且制备所得的聚丙烯复合材料的刚性和耐热性能均有大幅提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，尤其涉及一种含插层改性的高岭土的聚丙烯/高岭土复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料及其成型加工

技术介绍
聚丙烯是一种应用最广泛的通用塑料。与其他通用塑料相比，它具有成本低、力学性能优良、耐化学性良好、绝缘性佳、透明度高及吸水率低等优点，但同时也存在热变形温度不高和强度不够理想等缺点。目前现有技术中为解决上述技术问题，大多在聚丙烯复合材料中添加各种颗粒状填料和玻璃纤维等增强填料来提高聚丙烯复合材料的热变形温度及提高复合材料的力学性能，尤其是用于改善其强度等。但上述增强方法仍然不能获得理想的热变形温度和较高的强度，制备所得的复合材料也不能应用于一些对材料刚性要求较高和使用环境温度较高的情况。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种聚丙烯/高岭土复合材料及其制备方法，该复合材料中添加了经插层改性的疏水改性高岭土，所得的复合材料强度高、耐热性好，且制备方法简单易操作。本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术公开了一种聚丙烯/高岭土复合材料，其包括下述按重量份计的各组分：所述疏水改性高岭土是通过下述步骤制备所得的：(1)将高岭土与改性剂按质量比为1.5～4.5:1混合均匀得到混合物，其中改性剂为羧酸钠、羧酸钾和羧酸钙中的至少一种；(2)将(1)中所得混合物在室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将该悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；其中所述混合物和无水乙醇的质量比为1:2～4；(3)将(2)中所得固体物质按固液质量比为1:2～4再次于室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将所得悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；再重复该步骤3～5次后将所得固体物质进行干燥，得到改性高岭土；(4)将十八烷基胺与乙醇配置成质量百分浓度为3～7％的十八烷基胺的乙醇溶液，然后将(3)中所得改性高岭土加入到该十八烷基胺的乙醇溶液中并采用超声分散的方式使改性高岭土均匀的分散其中，超声分散结束后通过离心分离和干燥的步骤，得到疏水改性高岭土；其中所述改性高岭土与十八烷基胺的乙醇溶液的质量比为1:3～5。其更进一步的技术方案是：所述聚丙烯为熔体流动速率为1～100g/10min的共聚聚丙烯和均匀聚丙烯中的至少一种。所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类中的至少一种。所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的至少一种。所述十八烷基胺的乙醇溶液的质量百分浓度为5～6％。本专利技术还公开了一种上述聚丙烯/高岭土复合材料的制备方法，该方法包括下述步骤：(1)将高岭土与改性剂按质量比为1.5～4.5:1混合均匀得到混合物，其中改性剂为羧酸钠、羧酸钾和羧酸钙中的至少一种；(2)将(1)中所得混合物在室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将该悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；其中所述混合物和无水乙醇的质量比为1:2～4；(3)将(2)中所得固体物质按固液质量比为1:2～4再次于室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将所得悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；再重复该步骤3～5次后将所得固体物质进行干燥，得到改性高岭土；(4)将十八烷基胺与乙醇配置成质量百分浓度为3～7％的十八烷基胺的乙醇溶液，然后将(3)中所得改性高岭土加入到该十八烷基胺的乙醇溶液中并采用超声分散的方式使改性高岭土均匀的分散其中，超声分散结束后通过离心分离和干燥的步骤，得到疏水改性高岭土；其中所述改性高岭土与十八烷基胺的乙醇溶液的质量比为1:3～5；(5)将100重量份的聚丙烯、5.5～20.0重量份(4)中所得疏水改性高岭土、0.2～2.0重量份的热稳定剂和0.2～2.0重量份的加工助剂在高速混合机中干混3～5min，混合转速为600～800r/min，混合温度为23～25℃，得到预混物；再将该预混物在长径比为40～50:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，并挤出造粒，得到聚丙烯/高岭土复合材料；其中双螺杆挤出机的螺杆温度为175～220℃。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术中通过先采用羧酸盐类改性剂对高岭土进行插层改性，然后再经十八烷基胺改性制备具有疏水特性的改性高岭土，最后将该疏水改性高岭土与聚丙烯、热稳定剂、加工助剂熔融共混制备得到聚丙烯/高岭土复合材料，其中高岭土片层结构经改性剂改性后层间距扩大，再经十八烷基胺改性后表面疏水性提高，使高岭土与聚丙烯的相容性提高，且聚丙烯分子链更容易进入到高岭土层状结构中，使高岭土实现纳米尺寸的分散，从而使得制备所得的聚丙烯复合材料的刚性和耐热性能大幅提升，可应用于对刚性和耐热性能要求较高的塑料制品中。具体实施方式下面结合具体实施例1-4和对比实施例1-3对本专利技术进行详细说明。下述具体实施例和对比实施例中所使用的原料如下所述，但本申请所使用的原料并不限于下述所公开的原料的具体型号。聚丙烯(PP)：EP548R，熔体流动速率30g/10min，重均分子量12万。高岭土：粒径15-25μm，榆林蒲白高岭土有限公司。改性剂：1-氨基环丁烷羧酸盐，可以为钾盐、钠盐或钙盐。十八烷基胺：十八烷基伯胺。热稳定剂：氧化二丁基锡。加工助剂：抗氧剂1010，抗氧剂168。按照下述制备方法的制备步骤进行具体实施例1-4中所述聚丙烯/高岭土复合材料的制备，该制备方法包括下述步骤：(1)按表1中所述配方用量将高岭土与改性剂混合均匀得到混合物；(2)将(1)中所得混合物在室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将该悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；其中所述混合物和无水乙醇的质量比为1:2～4；(3)将(2)中所得固体物质按固液质量比为1:2～4再次于室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将所得悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；再重复该步骤3～5次后将所得固体物质进行干燥，得到改性高岭土；(4)将配方用量的十八烷基胺与乙醇配置成质量百分浓度为3～7％(优选为5～6％)的十八烷基胺的乙醇溶液，然后将(3)中所得改性高岭土加入到该十八烷基胺的乙醇溶液中并采用超声分散的方式使改性高岭土均匀的分散其中，超声分散结束后通过离心分离和干燥的步骤，得到疏水改性高岭土；(5)按表1中配方用量将聚丙烯、(4)中所得疏水改性高岭土、热稳定剂和加工助剂在高速混合机中干混3～5min，混合转速为600～800r/min，混合温度为23～25℃，得到预混物；再将该预混物在长径比为40～50:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，并挤出造粒，得到聚丙烯/高岭土复合材料；其中双螺杆挤出机的螺杆温度为175～220℃。按照下述制备方法的制备步骤进行对比实施例1中所述聚丙烯材料的制备，该制备方法包括下述步骤：按表1中配方用量将聚丙烯、热稳定剂和加工助剂在高速混合机中干混3～5min，混合转速为600～800r/min，混合温度为23～25℃，得到预混物；再将该预混物在长径比为40～50:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，并挤出造粒，得到聚丙烯材料；其中双螺杆挤出机的螺杆温度为175～220℃。按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯/高岭土复合材料，其特征在于：包括下述按重量份计的各组分：所述疏水改性高岭土是通过下述步骤制备所得的：(1)将高岭土与改性剂按质量比为1.5～4.5:1混合均匀得到混合物，其中改性剂为羧酸钠、羧酸钾和羧酸钙中的至少一种；(2)将(1)中所得混合物在室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将该悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；其中所述混合物和无水乙醇的质量比为1:2～4；(3)将(2)中所得固体物质按固液质量比为1:2～4再次于室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将所得悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；再重复该步骤3～5次后将所得固体物质进行干燥，得到改性高岭土；(4)将十八烷基胺与乙醇配置成质量百分浓度为3～7％的十八烷基胺的乙醇溶液，然后将(3)中所得改性高岭土加入到该十八烷基胺的乙醇溶液中并采用超声分散的方式使改性高岭土均匀的分散其中，超声分散结束后通过离心分离和干燥的步骤，得到疏水改性高岭土；其中所述改性高岭土与十八烷基胺的乙醇溶液的质量比为1:3～5。

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯/高岭土复合材料，其特征在于：包括下述按重量份计的各组分：所述疏水改性高岭土是通过下述步骤制备所得的：(1)将高岭土与改性剂按质量比为1.5～4.5:1混合均匀得到混合物，其中改性剂为羧酸钠、羧酸钾和羧酸钙中的至少一种；(2)将(1)中所得混合物在室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将该悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；其中所述混合物和无水乙醇的质量比为1:2～4；(3)将(2)中所得固体物质按固液质量比为1:2～4再次于室温下加入到无水乙醇中搅拌均匀，使其分散为均匀的悬浮浆液，然后将所得悬浮浆液进行离心分离得到固体物质；再重复该步骤3～5次后将所得固体物质进行干燥，得到改性高岭土；(4)将十八烷基胺与乙醇配置成质量百分浓度为3～7％的十八烷基胺的乙醇溶液，然后将(3)中所得改性高岭土加入到该十八烷基胺的乙醇溶液中并采用超声分散的方式使改性高岭土均匀的分散其中，超声分散结束后通过离心分离和干燥的步骤，得到疏水改性高岭土；其中所述改性高岭土与十八烷基胺的乙醇溶液的质量比为1:3～5。2.根据权利要求1所述的聚丙烯/高岭土复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为熔体流动速率为1～100g/10min的共聚聚丙烯和均匀聚丙烯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的聚丙烯/高岭土复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类中的至少一种。4.根据权利要求1所述的聚丙烯/高岭土复合材料，其特征在于：所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的至少一种。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢先博，雒香，陈延安，程文超，王琦玲，袁绍彦，罗忠富，张勇，
申请(专利权)人：江苏金发科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32