【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚丙烯材料，具体为一种抗冲击耐热聚丙烯复合材料和制备工艺。
技术介绍
1、聚丙烯(pp)是五大通用塑料之一，已经被广泛应用于工业、农业、医疗、卫生等包装和日常生活的各个领域中，由于其比重低，性能好，易于加工成型和价格低等特点被广泛应用于各个领域；然而纯pp在实际应用中存在耐磨性能差、力学性能较差、易老化、耐热性能低等缺陷，现有技术中使用的一些改性剂会降低聚丙烯材料的冲击性能，并且改性后的pp材料热分解温度不高，耐热性能不佳，因此亟需开发一种抗冲击性能和耐热性能优异的聚丙烯复合材料。
2、聚丙烯传统的增韧方法是在pp中加入橡胶弹性体，但这样会导致材料的刚性和拉伸强度降低；利用无机纳米材料对聚合物进行改性，虽能提高强度，但由于无机粒子和高分子材料的极性差异，易产生无机纳米粒子的团聚；因此需要对无机纳米粒子的表面进行改性，促使它们在高分子基体中分散均匀、提高界面相互作用力；专利技术专利cn111793277b将聚丙烯亚胺改性纳米二氧化硅、聚丙烯接枝马来酸酐与聚丙烯树脂预混合后，通过挤出造粒制得改性聚丙烯，该聚丙烯树脂具有良好的透明性、拉伸强度和冲击强度，但是耐热性能提升幅度有限，且添加组分较多，不适用于工业化生产。
3、纳米二氧化硅表面存在不饱和的si-o键以及羟基，既可增韧又可增强pp，成为pp改性的热点，但二氧化硅与非极性聚丙烯材料的极性相差较大，导致二氧化硅纳米粒子聚集，界面结合力差，同时耐热性能有待进一步提升；金刚烷是一种高度对称且非常稳定的化合物，本专利技术在聚丙烯链段中引入刚性的、高对
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供了一种抗冲击耐热聚丙烯复合材料和制备工艺，提高了聚丙烯材料的耐热性能和抗冲击性能。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种抗冲击耐热聚丙烯复合材料包括以下重量份数计的组分：100份聚丙烯、3-15份功能化聚丙烯材料、0.8-1.5份抗氧化剂和0.3-0.5份光稳定剂。
4、抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。
5、光稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
6、功能化聚丙烯材料的制备工艺为：将聚丙烯颗粒和甲苯加入到高压反应釜中，搅拌均匀后，加入过氧化二异丙苯、结构式为的异氰酸酯基金刚烷、苯乙烯和纳米二氧化硅，通入氮气，在转速为600-800r/min下搅拌反应，反应结束后溶解于二甲苯中，加入丙酮沉降，干燥后得到功能化聚丙烯材料。
7、优选地，按重量份数计，聚丙烯颗粒为100份，过氧化二异丙苯为3.5-6份，异氰酸酯基金刚烷为2-10份，苯乙烯为3-5份，纳米二氧化硅为8-12份。
8、优选地，反应温度为130-150℃，反应时间为5-10h。
9、优选地，异氰酸酯基金刚烷的制备工艺为：
10、步骤(1)、氮气氛围下，向反应烧瓶中加入3-氨基-1-金刚烷醇和甲苯，搅拌均匀后，加入马来酸酐和三乙胺，搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，二氯甲烷和去离子水萃取，有机相浓缩，柱层析纯化，干燥后得到马来酰亚胺金刚烷醇。
11、步骤(2)、氮气氛围下，向反应烧瓶中加入马来酰亚胺金刚烷醇和n,n-二甲基甲酰胺，搅拌均匀后，加入4-溴异氰酸苯酯和叔丁醇钠，搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，乙酸乙酯和去离子水萃取，有机相浓缩，柱层析纯化，干燥后得到异氰酸酯基金刚烷。
12、优选地，步骤(1)中3-氨基-1-金刚烷醇、马来酸酐、三乙胺的比例关系为1mol:(1.05-1.2)mol:(1.3-1.5)mol。
13、优选地，步骤(1)中反应温度为100-120℃，反应时间为12-24h。
14、优选地，步骤(2)中马来酰亚胺金刚烷醇、4-溴异氰酸苯酯、叔丁醇钠的比例关系为1mol:(1.1-1.3)mol:(1.5-2)mol。
15、优选地，反应温度为60-80℃，反应时间为8-16h。
16、优选地，将100重量份聚丙烯、3-15重量份功能化聚丙烯材料、0.8-1.5重量份抗氧化剂和0.3-0.5重量份光稳定剂加入到双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为180-220℃，螺杆转速为300-500r/min，挤出、水冷、切粒、注塑，得到抗冲击耐热聚丙烯复合材料。
17、采取上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：
18、本专利技术首先将3-氨基-1-金刚烷醇与马来酸酐在三乙胺的作用下反应，得到马来酰亚胺金刚烷醇，然后和4-溴异氰酸苯酯反应，得到异氰酸酯基金刚烷，接着利用异氰酸酯基金刚烷的双键与聚丙烯、苯乙烯引发聚合，并利用其异氰酸酯基与二氧化硅表面羟基键联，得到功能化聚丙烯材料，最后与聚丙烯、抗氧剂共混挤出，得到抗冲击耐热聚丙烯复合材料。
19、功能化聚丙烯材料中的酰亚胺基的双键可与聚丙烯产生引发聚合，其结构中的异氰酸酯基与纳米二氧化硅表面的羟基产生化学键联，形成氨基甲酸酯结构能抑制纳米粒子的团聚和桥接，并增加其与聚丙烯的相容性，有利于纳米二氧化硅与聚丙烯充分的吸附、键合，增强二者间的相互作用；同时高对称性的笼状金刚烷具有刚性和三维尺寸稳定性，引入到聚丙烯侧链中，有利于外界应力的传递，从而承担更大的载荷，提高了聚丙烯复合材料的冲击强度。
20、纳米二氧化硅的热稳定性远远高于聚丙烯，且与聚丙烯基体之间产生了化学键联，形成限制分子链运动的相界面，阻碍外部热量向聚丙烯分子的传递，减缓热分解产生的气体从基体中向外扩散，使得热分解速度降低；此外功能化聚丙烯材料中含有笼状金刚烷和酰亚胺五元环结构，耐高温性能优异，在受热过程中会阻碍聚丙烯链的旋转，使材料的运动变得困难，从而使得聚丙烯材料具有良好的耐热性能，进一步拓宽了聚丙烯材料的应用范围。
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1.一种抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料包括以下重量份数计的组分：100份聚丙烯、3-15份功能化聚丙烯材料、0.8-1.5份抗氧化剂和0.3-0.5份光稳定剂；
2.根据权利要求1所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述按重量份数计，聚丙烯颗粒为100份，过氧化二异丙苯为3.5-6份，异氰酸酯基金刚烷为2-10份，苯乙烯为3-5份，纳米二氧化硅为8-12份。
3.根据权利要求1所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述反应温度为130-150℃，反应时间为5-10h。
4.根据权利要求1所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述异氰酸酯基金刚烷的制备工艺为：
5.根据权利要求4所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述步骤(1)中3-氨基-1-金刚烷醇、马来酸酐、三乙胺的比例关系为1mol:(1.05-1.2)mol:(1.3-1.5)mol。
6.根据权利要求4所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述步骤(1)中反应温度为100-120℃，反应时间为12-24
7.根据权利要求4所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述步骤(2)中马来酰亚胺金刚烷醇、4-溴异氰酸苯酯、叔丁醇钠的比例关系为1mol:(1.1-1.3)mol:(1.5-2)mol。
8.根据权利要求4所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述反应温度为60-80℃，反应时间为8-16h。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料的制备工艺，其特征在于，将100重量份聚丙烯、3-15重量份功能化聚丙烯材料、0.8-1.5重量份抗氧化剂和0.3-0.5重量份光稳定剂加入到双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，熔融混炼温度为180-220℃，螺杆转速为300-500r/min，挤出、水冷、切粒、注塑，得到抗冲击耐热聚丙烯复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料包括以下重量份数计的组分：100份聚丙烯、3-15份功能化聚丙烯材料、0.8-1.5份抗氧化剂和0.3-0.5份光稳定剂；
2.根据权利要求1所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述按重量份数计，聚丙烯颗粒为100份，过氧化二异丙苯为3.5-6份，异氰酸酯基金刚烷为2-10份，苯乙烯为3-5份，纳米二氧化硅为8-12份。
3.根据权利要求1所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述反应温度为130-150℃，反应时间为5-10h。
4.根据权利要求1所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述异氰酸酯基金刚烷的制备工艺为：
5.根据权利要求4所述的抗冲击耐热聚丙烯复合材料，其特征在于，所述步骤(1)中3-氨基-1-金刚烷醇、马来酸酐、三乙胺的比例关系为1mol:(1.05-1.2)mol:(1.3-1.5)mo...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽，段军保，
申请(专利权)人：广东丙辛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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