一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及复合聚丙烯材料制备工艺技术领域，提供一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺，本发明专利技术通过γ

【技术实现步骤摘要】
一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺


[0001]本专利技术涉及复合聚丙烯材料制备工艺
，具体涉及一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺。

技术介绍

[0002]聚丙烯具有质轻、廉价、环保等特点，但是由于具有低温时脆性大、机械强度和硬度较低、成型收缩率大、韧性差、耐磨性差、易老化且耐热性差等缺点，作为结构材料尚存在诸多不足，从而限制了聚丙烯应用领域的进一步拓展。目前市面上出现了很多对聚丙烯耐磨性进行改善的方法，这些方法中很多都是通过将聚丙烯与其他树脂或无机分子共混的方式来改善其耐磨性，但是简单的共混并不能够使聚丙烯复合材料的耐磨性能达到理想的最佳状态。
[0003]如中国专利号CN201811433264.0公开的一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，该磨聚丙烯复合材料由聚丙烯、聚丙烯接枝马来酸酐、耐磨材料、抗氧剂和润滑剂组成，将纳米二硫化钼、聚四氟乙烯、偶联剂和云母粉混合制备成所述的耐磨材料，加入聚丙烯复合材料中能大幅度地降低聚丙烯复合材料的摩擦系数，明显改善聚丙烯复合材料的耐磨性能。该制备方法就是通过将聚丙烯与其他材料进行简单共混，这种方式制备的聚丙烯复合材料性能不够稳定，且耐磨性能及其他力学性能也不够突出，需要在此基础上对其进行改进。

技术实现思路

[0004]解决的技术问题
[0005]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺，能够有效地解决现有技术的复合pp材料耐磨性较差的问题。
[0006]技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：Step1、称取6重量份自制氟化石墨烯和5重量份自制氧化石墨烯分散在500重量份N，N
‑
二甲基甲酰胺中，在22
‑
23kHz频率下超声分散1h，然后加入25
‑
30重量份γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在80℃的温度下剧烈搅拌30min，最后经过滤和水洗后置于真空干燥箱内以58℃的温度干燥过夜，研磨过200目筛后，所得记作改性石墨烯；Step2、称取5重量份纳米二氧化硅和5重量份纳米二氧化钛分散在500重量份甲苯中常温搅拌2h，接着加入12
‑
15重量份钛酸酯偶联剂，在500
‑
600r/min的转速下搅拌5
‑
6h，所得即为改性纳米粒子；Step3、称取8重量份酚醛树脂与无水乙醇混合，在400
‑
500r/min的转速下搅拌10
‑
15min后，在搅拌的条件下加入36重量份经研磨后过200目筛的陶瓷粉，在56
‑
58℃的温度下反应3
‑
4h，反应后进行超声分散，最后进行过滤、烘干和经研磨并过200目筛，所得记作改性
陶瓷粉；Step4、称取10重量份Step1中的改性石墨烯和15重量份Step2中的改性纳米粒子分散于600重量份甲苯中，常温条件下搅拌30
‑
40min，接着加入30
‑
40重量份碱处理后的木质纤维和1
‑
2重量份三乙烯二胺，搅拌均匀后在80℃的通风橱内反应2
‑
3h，反应后进行抽滤，并使用去离子水将抽滤产物水洗至中性，干燥后所得记作填充组分；Step5、按照3：7：90的重量比将改性陶瓷粉、填充组分和聚丙烯倒入高速混合机内混合均匀，接着通过双螺杆挤出机共混造粒，所得粒料于100℃下鼓风干燥6h后，即为具有高耐磨性的复合pp材料。
[0008]更进一步地，所述自制氟化石墨烯的制备方法为：1）将石墨烯粉末平铺于瓷舟中并放入管式炉炉管内，对炉管内抽真空达到
‑
0.01MPa，接着将管式炉炉膛温度以5℃/min的升温速度升至200℃并保温2h；2）保温后自然降温至室温，接着通入氟气和氮气的混合气体，并以5℃/min的升温速度升至380
‑
420℃保温反应10h，反应后再次自然降温至室温，研磨后过200目筛，所得即为自制氟化石墨烯。
[0009]更进一步地，所述2）中混合气体的氟气体积百分比为20%。
[0010]更进一步地，所述自制氧化石墨烯的制备方法为：称取5重量份石墨烯及2重量份硝酸钠与100重量份浓硫酸溶液进行混合，混合均匀后缓慢加入10重量份高锰酸钾，搅拌均匀后反应2h，接着在36℃的水域条件下反应30min，反应结束后倒入100重量份的去离子水中，并在95℃的水域条件下继续反应3h，加入100重量份氢氧化钠溶液继续反应15min后离心过滤，水洗至呈中性，烘干后过200目筛，所得即为自制氧化石墨烯。
[0011]更进一步地，所述Step2中搅拌的转速为1000
‑
1200r/min。
[0012]更进一步地，所述Step2中的钛酸酯偶联剂为双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑酞酸酯。
[0013]更进一步地，所述Step3中浓硫酸溶液的质量浓度为75%，且Step3中氢氧化钠溶液的质量浓度为30%。
[0014]更进一步地，所述Step3中的搅拌速度为500
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600r/min，Step3中的超声分散频率为25
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26kHz，超声分散时间为30
‑
40min。
[0015]更进一步地，所述Step4中碱处理的方法为：将木质纤维浸泡在重量为其5倍的质量浓度为10%的氢氧化钠溶液中，浸泡时间为30min，浸泡后进行抽滤，并使用去离子水将抽滤产物洗涤至中性，在90
‑
95℃的条件下干燥24h后进行研磨，过200目筛后所得即为碱处理后的木质纤维。
[0016]更进一步地，所述Step4中的搅拌速度为400
‑
500r/min，Step4中的干燥温度为75
‑
80℃，干燥时间为12h。
[0017]有益效果
[0018]本专利技术提供了一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺，与现有公知技术相比，本专利技术的具有如下有益效果：本专利技术通过γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷对自制氟化石墨烯和自制氧化石墨烯进行改性，能够增强自制氟化石墨烯和自制氧化石墨烯的流动性，便于改性石墨烯的分散；经过氟化和氧化后地石墨烯具有较高的化学惰性和机械强度，并且易于剪切，将其分散在聚丙烯
内能够在很大程度上提高聚丙烯的耐磨性能；将改性石墨烯与木质纤维混合，能够使γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷将改性石墨烯接枝在木质纤维的表面，从而能够使改性石墨烯随着木质纤维更加均匀地分散在聚丙烯的分子间隙内。
[0019]本专利技术通过钛酸酯偶联剂对纳米二氧化硅和纳米二氧化钛进行改性，能够提高纳米二氧化硅和纳米二氧化钛在聚丙烯内的分散性，由于纳米粒子具有表面积高、硬度大、稳定性好的特点，将其均匀地分散在聚丙烯内，能够提高聚丙烯的耐磨性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括以下步骤：Step1、称取6重量份自制氟化石墨烯和5重量份自制氧化石墨烯分散在500重量份N，N
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二甲基甲酰胺中，在22
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23kHz频率下超声分散1h，然后加入25
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30重量份γ
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氨丙基三乙氧基硅烷，在80℃的温度下剧烈搅拌30min，最后经过滤和水洗后置于真空干燥箱内以58℃的温度干燥过夜，研磨过200目筛后，所得记作改性石墨烯；Step2、称取5重量份纳米二氧化硅和5重量份纳米二氧化钛分散在500重量份甲苯中常温搅拌2h，接着加入12
‑
15重量份钛酸酯偶联剂，在500
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600r/min的转速下搅拌5
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6h，所得即为改性纳米粒子；Step3、称取8重量份酚醛树脂与无水乙醇混合，在400
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500r/min的转速下搅拌10
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15min后，在搅拌的条件下加入36重量份经研磨后过200目筛的陶瓷粉，在56
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58℃的温度下反应3
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4h，反应后进行超声分散，最后进行过滤、烘干和经研磨并过200目筛，所得记作改性陶瓷粉；Step4、称取10重量份Step1中的改性石墨烯和15重量份Step2中的改性纳米粒子分散于600重量份甲苯中，常温条件下搅拌30
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40min，接着加入30
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40重量份碱处理后的木质纤维和1
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2重量份三乙烯二胺，搅拌均匀后在80℃的通风橱内反应2
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3h，反应后进行抽滤，并使用去离子水将抽滤产物水洗至中性，干燥后所得记作填充组分；Step5、按照3：7：90的重量比将改性陶瓷粉、填充组分和聚丙烯倒入高速混合机内混合均匀，接着通过双螺杆挤出机共混造粒，所得粒料于100℃下鼓风干燥6h后，即为具有高耐磨性的复合pp材料。2.根据权利要求1所述的一种具有高耐磨性的复合pp材料制备工艺，其特征在于，所述自制氟化石墨烯的制备方法为：1）将石墨烯粉末平铺于瓷舟中并放入管式炉炉管内，对炉管内抽真空达到
‑
0.01MPa，接着将管式炉炉膛温度以5℃/min的升温速度升至200℃并保温2h；2）保温后自然降温至室温，接着通入氟气...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄妙如，
申请(专利权)人：揭阳市良伟塑料模具厂有限公司，
类型：发明
国别省市：