一种改性聚丙烯塑料的制备方法技术

本发明专利技术提供了改性聚丙烯塑料的制备方法，通过聚丙烯和改性聚醚酮共混制备而成，其中，所述改性聚醚酮通过碳纳米管改性，以原位聚合方式制备得到。以此提高碳纳米管在聚丙烯基体树脂中的分散性，从而提高所制备材料的综合性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚丙烯塑料的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种改性聚丙烯塑料的制备方法，特别是通过纳米碳材料改性聚丙烯塑料的制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯作为一种常用的工业塑料，具有优良的性能，比如高强度、高硬度、抗冲击性好、耐腐蚀性强以及成型性好等特点，因而被广泛应用于各个领域。
[0003]碳纳米管具有优异的力学性能和导电性，可添加到聚丙烯中，改善聚丙烯的性能。碳纳米管直接改性聚丙烯可以提高聚丙烯的机械强度、导电性、热稳定性和阻燃性，从而扩展聚丙烯的应用领域。然而，由于碳纳米管本身难以均匀分散在聚丙烯基体中，直接改性对聚丙烯的性能提高有限。
[0004]专利CN115850869A公开了一种聚丙烯改性热塑性屏蔽料及其制备方法，该专利以聚丙烯、聚烯烃弹性体和改性树脂为基体，通过添加导电填料、抗氧剂、润滑剂、加工助剂进行共混改性，其中添加的碳纳米管并未做进一步改性，而是直接添加到基体树脂中进行改性，从而提高材料的各项性能。
[0005]专利CN114539667A公开了一种持久抗菌的聚丙烯组合物及其制备方法和应用，该专利通过将碳纳米管接枝于超支化聚酯上，以此促进碳纳米管更好分散在聚丙烯基体中，提高聚丙烯的性能。
[0006]现有技术通过不同的方法将碳纳米管添加到聚丙烯树脂中，但是起到的技术效果不尽相同。本专利技术试图提供一种与现有技术不同的碳纳米管改性聚丙烯材料，且具有良好的综合性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了改性聚丙烯塑料的制备方法，通过聚丙烯和改性聚醚酮共混制备而成，其中，所述改性聚醚酮通过碳纳米管改性，以原位聚合方式制备得到。以此提高碳纳米管在聚丙烯基体树脂中的分散性，从而提高所制备材料的综合性能。
[0008]本专利技术提供的技术方案具体如下：
[0009]一种改性聚丙烯塑料的制备方法，通过聚丙烯和改性聚醚酮共混制备而成，其中，所述改性聚醚酮通过碳纳米管改性，以原位聚合方式制备得到。
[0010]本专利技术选择碳纳米管对聚丙烯进行改性，但是如果将碳纳米管直接加入聚丙烯中，由于其分散性不好，会使得制备出来的改性聚丙烯塑料性能不佳。专利技术人经过大量研究发现，将碳纳米管通过原位聚合的方式加入聚醚酮，使碳纳米管先在聚醚酮中进行预分散；然后将制备得到的改性聚醚酮再与聚丙烯进行共混，得到的改性聚丙烯塑料性能要优于碳纳米管直接对聚丙烯改性的样品。
[0011]需要说明的是，碳纳米管通过原位聚合的方式改性聚醚酮是现有技术已经公开的技术，例如专利CN110183647A公开的一种碳纳米管/聚醚酮复合材料及其制备方法和应用，
但是如本专利技术所述的将碳纳米管改性聚醚酮与聚丙烯材料共混改性，并非现有技术公开的内容。
[0012]所述改性聚醚酮的制备原料包含4,4
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二氟二苯甲酮、4,4
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二羟基二苯甲酮、碳纳米管。
[0013]所述改性聚醚酮的制备方法为：
[0014]步骤一，将碳纳米管和有机溶剂加入反应器中分散均匀，得到碳纳米管分散液备用；
[0015]步骤二，惰性气体气氛下，在反应器中加入溶剂、4,4
’‑
二羟基二苯甲酮、4,4
’‑
二氟二苯甲酮、成盐剂和所述碳纳米管分散液，开启搅拌，控制反应器温度在170～310℃进行反应2～6小时，出料，经冷却、洗涤、烘干，得到所述改性聚醚酮。
[0016]在本专利技术的一个优选实例中，所述所述改性聚醚酮的制备方法步骤二中，反应原料加入反应器之后，反应体系依次在140～180℃下反应1～2小时，在210～230℃下反应2～3小时，在240～280℃下反应2～3小时，在300～310℃下反应0.5～1小时。
[0017]所述惰性气体可以选择本领域常用的惰性气体，例如氮气、氩气等，这类气体可以单独或组合使用。
[0018]所述成盐剂可以选择本领域常用的用于制备聚醚酮的成盐剂，例如碳酸钾、碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锂等，这类成盐剂可以单独或组合使用。在本专利技术的一个优选实例中，所述成盐剂为碳酸钾和碳酸钠，其中碳酸钾和碳酸钠的摩尔比为1：10。
[0019]所述改性聚醚酮的制备方法中未作进一步限定的内容，还可以根据本领域常用的技术方案对工艺步骤、原料种类和用量等进行调整。例如所述步骤一中的有机溶剂可以选择甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙醚、三氯甲烷、二乙烯基苯等；所述步骤二中的溶剂可以采用二苯砜、联苯、蒽醌、邻苯二甲酸二丁酯、硅油等。
[0020]所述改性聚醚酮的制备方法中，所述步骤一为：将碳纳米管、4,4'
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二苯亚甲基双酚、有机溶剂加入反应器中分散均匀，得到碳纳米管分散液备用。
[0021]在所述改性聚醚酮的制备方法中，可以选择引入少量反应性化合物来调控聚醚酮的性能，并与碳纳米管通过堆积效应促进其分散。这类反应性化合物优选带有羟基基团和苯环结构的化合物，尤其是带有双羟基基团和苯环结构的化合物，例如双酚芴等。这类反应性化合物在单纯应用于聚醚酮的制备时，仅需要考虑其化学结构是否适用于聚醚酮的合成，但是在应用于本专利技术的技术方案时，即碳纳米管改性聚丙烯时，除了需要考虑对聚醚酮的影响，还需要考虑聚醚酮与聚丙烯共混后材料性能的情况。本专利技术优选采用4,4'
‑
二苯亚甲基双酚作为反应性化合物对聚醚酮进行改性，一方面其能够促进碳纳米管在聚醚酮合成过程中的分散性，能够提高聚醚酮本身的性能，另一方面采用这种方法制备的改性聚醚酮在与聚丙烯共混时，相容性更好，所得到的改性聚丙烯具有更优异的性能。
[0022]所述改性聚醚酮的制备方法中，所述4,4'
‑
二苯亚甲基双酚、4,4
’‑
二羟基二苯甲酮、4,4
’‑
二氟二苯甲酮的摩尔比为0.01～0.1：0.9～0.99：1～1.2；优选为0.1：0.9：1.05。
[0023]所述碳纳米管和4,4'
‑
二苯亚甲基双酚的质量比为0.1～1：1，优选0.5～0.8：1。
[0024]在本专利技术的一个优选实例中，制备得到的所述改性聚醚酮需要经过粉碎，以小颗粒或粉末状的形态与聚丙烯进行共混。优选将所述改性聚醚酮破碎成为粉末。聚醚酮在与聚丙烯熔融共混的过程中，聚丙烯是基体树脂，加工温度更宜设置在聚丙烯适用的范围之
内，但聚醚酮的熔体流动温度较高，因此聚醚酮的粒径越小，其与聚丙烯之间的相容性越好。
[0025]所述碳纳米管可以选择本领域常用的碳纳米管，优选非功能化的碳纳米管，即多壁碳纳米管和/或单壁碳纳米管。功能化的碳纳米管，即碳纳米管经过改性，其结构带有活性基团，如羟基、羧基等基团，这类碳纳米管的结构通过改性受到一定程度破坏，其本身强度下降，进而可能会导致最终材料的性能下降。
[0026]所述聚丙烯和改性聚醚酮的质量比为10：1～3。
[0027]所述聚丙烯可以选择本领域常用的聚丙烯，例如均聚聚丙烯、共聚聚丙烯等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚丙烯塑料的制备方法，其特征在于，通过聚丙烯和改性聚醚酮共混制备而成，其中，所述改性聚醚酮通过碳纳米管改性，以原位聚合方式制备得到。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚醚酮的制备原料包含4,4
‑
二氟二苯甲酮、4,4
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二羟基二苯甲酮、碳纳米管。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述改性聚醚酮的制备方法为：步骤一，将碳纳米管和有机溶剂加入反应器中分散均匀，得到碳纳米管分散液备用；步骤二，惰性气体气氛下，在反应器中加入溶剂、4,4
’‑
二羟基二苯甲酮、4,4
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二氟二苯甲酮、成盐剂和所述碳纳米管分散液，开启搅拌，控制反应器温度在170～310℃进行反应2～6小时，出料，经冷却、洗涤、烘干，得到所述改性聚醚酮。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周元康，张斌，
申请(专利权)人：广州力合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：