CN102070826A - 一种增韧增强pp复合材料的新方法 - Google Patents

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刘晓亚
史明
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Abstract

本发明公开了一种增韧增强PP复合材料的新方法，属于高分子材料成型加工和高聚物改性领域。本发明首先对PP/白云母复合材料进行增容，配方组成(质量份数)为：PP，100份；白云母，20份；PP-g-MAH，10份；加工助剂，0.5-2份。进而引人PP的β成核剂母粒，成核剂为体系中PP总质量的0.3％。采用压制成型，成型后的样条或制品在120℃下热处理3h。研究表明，本发明通过改变β成核剂的加入顺序和方式，既充分发挥了接枝物的增容作用；又使得β成核剂的作用得以体现，迅速冷却和热处理等工艺措施的采用，更利于β晶型PP的生成，起到了增韧作用。实现了对PP复合材料增韧增强的目的。

Description

一种增韧增强PP复合材料的新方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料以及材料的形态控制改性。属于高分子材料的成型加工和高分子材料改性领域。
背景技术
聚丙烯复合材料是由PP与填料混合而制备的，可以提高材料的耐热性、耐蠕变性能、尺寸稳定性、硬度、刚性和强度等性能，使得PP作为结构性材料成为可能。但是PP复合材料中PP和填料的极性相差较大，两相相容性差，需进行增容，以利于填料增强等作用的发挥；同时PP复合材料的韧性特别是冲击韧性较差，限制了其应用。工业生产中采用与弹性体共混的方法来增韧，可是弹性体的引入，在增韧的同时，提高了制品的生产成本，又使得制品的硬度、刚性、强度、耐热性等宝贵性能受到了损失。
近年来，PP增韧的机理和方法出现了一些新的发展，如通过加入β成核剂，对PP进行形态控制改性，进而转变PP的晶型，从而达到增加PP韧性的目的，为PP复合材料的增韧技术的发展提供了新的可能性。
本发明通过对加料顺序、β成核剂加料方式以及加工工艺条件等进行调整，将增容剂的极性基团对β成核剂的不良效果降至最低，从而为高强高韧、低成本PP复合材料的制备提供一条新的途径.
发明内容
本发明的目的是提供一种增韧增强PP复合材料的新方法
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：首先按配方比例将PP、PP接枝物、白云母以及加工助剂等准确称量后，使用高速搅拌机混合均匀，而后在双辊混炼机上混炼10min，再加入PP的β成核剂母粒混炼5min；压制成型，通冷水冷却；成型后将制品在120℃下处理3h即可。
本发明通过改变β成核剂的加入顺序和加入方式(母粒形式)，并采用了迅速冷却和热处理等工艺措施，在抑制β成核剂和PP接枝物中极性支链的反应的基础上，充分发挥了接枝物增容剂的增容作用和β成核剂的转变晶型的作用。从而实现对聚丙烯复合材料增韧增强的目的。
本发明具有生产成本较低，可操作性强的优点，在达到增韧增强目的的同时，又使得制品的硬度、刚性、强度、耐热性等宝贵性能得到了一定程度的提高，避免了采用弹性体对PP复合材料进行增韧可能出现的问题。
附图说明
图1 PP复合材料的DSC升温曲线图。
图2 PP复合材料的WAXD图。
具体实施方式
将PP、PP接枝物、白云母以及加工助剂等按配方准确称量，在1100r/min的高速搅拌机中高速搅拌5min后，在双辊混炼机上混炼，前辊温度为170℃，后辊为165℃，混炼时间10min，再加入PP的β成核剂母粒继续混炼5min；混炼后的产物采用模压成型，模压设备为平板硫化机；热压成型条件，温度：180℃、放气三次，保持压力：10MPa、保压时间：10min；冷压成型条件，通冷水冷却、压力：10MPa、时间：10min：成型后将制品在120℃下处理3h。

Claims (4)

1.一种增韧增强PP复合材料的新方法，，其特征是：本发明首先利用常规方法对PP复合材料进行增容；而后以母粒的形式在复合体系引入β成核剂；成型过程中采用冷水冷却，成型后120℃热处理3h。由于采用了不同的加料顺序、加料方式以及加工成型工艺，抑制了β成核剂和接枝物极性单体的反应，利于β晶型PP的生成。使得体系中的增容剂和β成核剂的作用都得到了较为充分的发挥，达到了在不使用弹性体的情况下对PP复合材料进行增韧增强的目的。
2.根据权利要求1所述，PP是指均聚型PP；填料除白云母外，也可是PP的常用填料如金云母、滑石粉、碳酸钙、玻璃纤维、二氧化硅、木纤维、竹纤维、晶须等；PP接枝物除PP接枝马来酸酐外，还可以是PP和其他极性单体如AA、MMA、GMA等的接枝共聚物；而β成核剂可以是稀土类、芳香胺类、二酸类和稠环芳烃类。
3.根据权利要求1所述，体系的配方组成可以进行适当调整，但复合材料的性能会产生变化，如适度增加填料含量，复合材料的拉伸强度增加，而冲击强度下降。
4.复合材料的成型方法可采用除压制成型外的其他成型方法，如注射成型、挤出成型等。
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