【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无机粒子填充聚丙烯复合材料及其制备方法，属于新型高分子复合材料及其制备。
技术介绍
1、聚丙烯(pp)是一种非极性、半结晶的热塑性合成树脂，其耐热性和电绝缘性好，加工性能优良，在众多领域都得到了很好的应用。但现有聚丙烯存在缺口冲击强度和熔体强度低、与极性填料的相容性差等不足，使其应用受到很大限制。
2、无机粒子、热塑性弹性体增容剂和β成核剂等常复配用于聚丙烯改性，可以提高材料的强度、韧性和耐热等性能，备受人们青睐。但需要注意的是，上述改性剂在聚合物中的分散决定着复合材料的性能，特别是纳米、微米级无机粒子表面呈极性，分子或原子之间的范德华力和静电引力易形成团聚，导致复合材料性能提高不显著，甚至会有下降。为了解决这一问题，现有技术中常采用以下两种方法进行解决。方法一：对无机粒子进行有机化改性，以降低表面极性，增加反应位点。方法二：添加增容剂来改善无机粒子和聚丙烯的界面相容性。但是上述两种方法中任然存在无机粒子的分散不理想的问题。因此有必要开发更好的方法，增强无机粒子与聚丙烯的界面作用，进一步减小无机粒子的团聚。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有无机粒子与聚丙烯基体间相容性差，易出现团聚等问题，提供一种无机粒子填充聚丙烯复合材料及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案：
3、本专利技术的目的之一是提供一种无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚丙烯50～100份、无机粒子5～20份、增容剂或/和增韧剂
4、其中无机粒子、增容剂、增韧剂中一种或多种含水，无机粒子的含水率为1％～20％，增容剂的含水率为1％～15％，增韧剂的含水率为1％～15％。
5、进一步限定，无机粒子为碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、滑石粉、蒙脱土、硅灰石、凹凸棒石、云母中一种或多种混合。
6、进一步限定，增容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(poe-g-ma)、马来酸酐接枝的乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物(sebs-g-ma)、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva-g-ma)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(epdm-g-ma)、马来酸酐接枝聚丙烯(pp-g-ma)、马来酸酐接枝聚乙烯(pe-g-ma)中的一种或多种混合。
7、进一步限定，增韧剂为聚烯烃弹性体(poe)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、三元乙丙橡胶(epdm)中的一种或多种混合。
8、进一步限定，β成核剂母料由以下重量份的原料制成：β成核剂5份、聚丙烯95份。
9、进一步限定，β成核剂为稠环化合物、酰胺化合物、二元羧酸盐、稀土有机配合物中的一种或多种混合。
10、进一步限定，β成核剂母料的制备方法为：室温下将β成核剂与聚丙烯在高速混合机混合，混合料经双螺杆挤出机挤出、造粒、干燥，得到β成核剂母料。
11、更进一步限定，高速混合机转速为300r/min，混合时间为5min。
12、更进一步限定，双螺杆挤出机长径比为40∶1，挤出机一区～五区温度分别为195℃、210℃、210℃、200℃和195℃，螺杆转速为240～300r/min。
13、进一步限定，聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，所述聚丙烯的熔体流动速率为10～60g/10min。
14、更进一步限定，聚丙烯的熔体流动速率是在230℃、2.16kg条件下测试得到。
15、本专利技术的目的之二是提供一种上述无机粒子填充聚丙烯复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
16、(1)制备含水无机粒子、含水增容剂和含水增韧剂，备用；
17、(2)将聚丙烯，无机粒子或步骤(1)制备的含水无机粒子，β成核剂以及增容剂、增韧剂、步骤(1)制备的含水增容剂、步骤(1)制备的含水增韧剂中一种或多种混合均匀后，经双螺杆挤出机挤出、造粒、干燥，得到无机粒子填充聚丙烯复合材料。
18、进一步限定，(1)制备含水无机粒子的方式为：
19、将100份无机粒子加入体积比为9∶1的乙醇和水混合溶液配成悬浊液，柠檬酸调节ph至5～6，再加入1份偶联剂，65℃机械搅拌反应2h，过滤、干燥，得到含水率为1％～20％的无机粒子；
20、或将100份无机粒子加入高速混合机，喷入1～25份的水，室温下以300r/min混合30min，再密封放置1～10h，得到含水率为1％～20％的无机粒子。
21、更进一步限定，偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中一种或多种混合。
22、进一步限定，(1)制备含水增容剂和含水增韧剂的方式为：
23、将100份增容剂或增韧剂室温下用水浸泡1～10h，过滤、干燥，得到含水率为1％～15％的增容剂或增韧剂。
24、本专利技术有益效果：
25、本专利技术对无机粒子、增容剂以及增韧剂进行含水改性，并将含水无机粒子、含水增容剂、含水增韧剂中的至少一种作为原料，与聚丙烯及β成核剂母料共混挤出，制备得到缺口冲击强度与熔体强度高、加工流动性好的聚丙烯复合材料。本专利技术对无机粒子、增容剂以及增韧剂进行含水改性，有效增强无机粒子与聚合物基体间界面作用，充分发挥增容剂的增容及其与β成核剂协同增韧作用，使聚丙烯的韧性和熔体强度显著提升，充分扩展聚丙烯的应用范围，应用前景广阔。且制备工艺简单，便于大规模工业化生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚丙烯50～100份、无机粒子5～20份、增容剂或/和增韧剂5～50份、β成核剂母料1～10份；
2.根据权利要求1所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，无机粒子为碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、滑石粉、蒙脱土、硅灰石、凹凸棒石、云母中一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，增容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝的乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种或多种混合；增韧剂为聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，β成核剂母料由以下重量份的原料制成：β成核剂5份、聚丙烯95份。
5.根据权利要求4所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，β成核剂为稠环化合物、酰胺化合物、二元羧酸盐
6.根据权利要求4所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，β成核剂母料的制备方法为：室温下将β成核剂与聚丙烯在高速混合机混合，混合料经双螺杆挤出机挤出、造粒、干燥，得到β成核剂母料。
7.根据权利要求1所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，所述聚丙烯的熔体流动速率为10～60g/10min。
8.一种权利要求1～7任一项所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，(1)制备含水无机粒子的方式为：
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，(1)制备含水增容剂和含水增韧剂的方式为：
...【技术特征摘要】
1.一种无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚丙烯50～100份、无机粒子5～20份、增容剂或/和增韧剂5～50份、β成核剂母料1～10份；
2.根据权利要求1所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，无机粒子为碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、滑石粉、蒙脱土、硅灰石、凹凸棒石、云母中一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，增容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝的乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种或多种混合；增韧剂为聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的无机粒子填充聚丙烯复合材料，其特征在于，β成核剂母料由以下重量份的原料制成：β成...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝宝东，贺一哲，刘金月，胡云峰，邹楠楠，吴杰钊，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。