CN103012965B - 一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法，以重量份数计其原料组分及含量为：聚丙烯40～70份、增韧剂5～20份、分子量调节剂1～5份、相容剂1～5份、碳酸钙10～20份、滑石粉10～20份、阻燃剂1～5份、助剂0.5～1份；方法包括：称料、混合、挤出造粒，干燥切粒；本发明改性聚丙烯复合材料环保阻燃、高抗冲、高刚性，综合性能优良。

Description

一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于属于高分子材料技术领域，特别涉及一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯作为一种重要的高分子材料以其比重小、易加工、无毒及综合性能优良等特点而被广泛应用于汽车、机械、电子等行业，通常根据不同的性能需要，添加各种助剂对聚丙烯进行改性，以提高其韧性、强度、刚性等，但都难以实现改性后的聚丙烯综合性能的平衡。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法，本发明改性聚丙烯复合材料环保阻燃、高抗冲、高刚性，综合性能优良。
本发明采用的技术方案是：
一种改性聚丙烯复合材料，以重量份数计其原料组分及含量为：聚丙烯40～70份、增韧剂5～20份、分子量调节剂1～5份、相容剂1～5份、碳酸钙10～20份、滑石粉10～20份、阻燃剂1～5份、助剂0.5～1份。
进一步地，所述聚丙烯材料为共聚聚丙烯；所述增韧剂为乙烯/辛烯共聚物；所述分子量调节剂为降温母粒；所述相容剂为氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂，采用活化处理氧化钇与接枝率为1～5%的马来酸酐接枝聚丙烯按1：6～1：15的比例复配混合制成；所述碳酸钙为纳米活性碳酸钙；所述滑石粉的目数为2000以上；所述阻燃剂为磷氮复合阻燃剂；所述助剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂N,N’－ 乙撑双硬脂酰胺以1:（1-5）:（5-10）复配而成。
一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用如下步骤：
（1）按质量配比称取原料；
（2）将原料混合均匀，将聚丙烯、增韧剂、分子量调节剂、相容剂在高速混合机下混合3min以上，再将碳酸钙、滑石粉、阻燃剂、助剂加入混合机混合5min以上，将混合物料加入双螺杆挤出机喂料料斗中；
（3）设定双螺杆挤出机各温区温度，主机转速及喂料转速，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区210℃，五区200℃，六区200℃，七区210℃，八区210℃，九区210℃，机头205℃，主机转速400～450r/min，喂料转速50～100r/min，挤出造粒，干燥切粒；
（4）烘干批混。
碳酸钙和滑石粉是聚丙烯通常使用的矿物填充增强材料，能提高聚丙烯材料的强度与模量，但降低韧性；乙烯/辛烯共聚物是一种新型的热塑性弹性体抗冲击改性剂，能提高复合材料的韧性；磷氮复合阻燃剂相对与溴系阻燃剂具有添加量少，低烟，无毒环保等优点；氧化钇能改善聚丙烯的结晶形态，主要形成β晶型，提高冲击强度，当与马来酸酐接枝聚丙烯共用协效作用明显，大大提高复合材料中增韧剂、碳酸钙、滑石粉、阻燃剂等组分的融合性，大幅度改善提高力学性能，提高复合材料中各相的结合程度，减小界面层厚度，使填充和增韧剂均匀的分布，提高改性聚丙烯的韧性和力学强度。
该复合材料集环保阻燃、高抗冲、高刚性等优点于一身，符合人们对家电行业日益提高的安全和环保要求，并可应用于其他有类似要求的领域。
具体实施方式
实施例1
一种改性聚丙烯复合材料，以重量份数计其原料组分及含量为：共聚聚丙烯59.5份、乙烯/辛烯共聚物5份、降温母粒1份、氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂1份、纳米活性碳酸钙20份、滑石粉10份、磷氮复合阻燃剂3份、助剂0.5份，所述氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂用活化处理氧化钇与接枝率为1～5%的马来酸酐接枝聚丙烯按1：10的比例复配混合制成，滑石粉目数3000，助剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂N,N’－ 乙撑双硬脂酰胺（EBS）以1:2:5复配而成。
其中：共聚聚丙烯型号为K8003,生产厂家为中国石化扬子石油化工有限公司；
乙烯/辛烯共聚物型号为LC670, 生产厂家为LG Chem；
降温母粒生产厂家为北京金达丰塑业有限公司；
活化处理氧化钇生产厂家为广利高新技术材料有限公司；
接枝率为1～5%的马来酸酐接枝聚丙烯型号为CMG9801, 生产厂家为上海日之升新技术发展有限公司；
纳米活性碳酸钙型号为CMS-6000, 生产厂家为合山化工（湖州）有限公司；
滑石粉型号为CMS-888，生产厂家为合山化工（辽宁）有限公司；
磷氮复合阻燃剂型号为ISFR-082, 生产厂家为瑞鸿化工材料有限公司；
N,N’－ 乙撑双硬脂酰胺型号为EBA-200，生产厂家为晋一化工科技（无锡）有限公司。
一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用如下步骤：
（1）按质量配比称取原料；
（2）将原料混合均匀，将聚丙烯、增韧剂、分子量调节剂、相容剂在高速混合机下混合3min，再将碳酸钙、滑石粉、阻燃剂、助剂加入混合机混合5min，将混合物料加入双螺杆挤出机喂料料斗中；
（3）设定双螺杆挤出机各温区温度，主机转速及喂料转速，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区210℃，五区200℃，六区200℃，七区210℃，八区210℃，九区210℃，机头205℃，主机转速400 r/min，喂料转速100r/min，挤出造粒，干燥切粒；
（4）烘干批混。
实施例2
一种改性聚丙烯复合材料，以重量份数计其原料组分及含量为：共聚聚丙烯43份、乙烯/辛烯共聚物10份、降温母粒3份、氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂2份、纳米活性碳酸钙15份、滑石粉10份、磷氮复合阻燃剂1份、助剂0.5份，所述氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂用活化处理氧化钇与接枝率为1～5%的马来酸酐接枝聚丙烯按1：6的比例复配混合制成，所述滑石粉目数2400，助剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂N,N’－ 乙撑双硬脂酰胺（EBS）以1:3:6复配而成。
一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用如下步骤：
（1）按质量配比称取原料；
（2）将原料混合均匀，将聚丙烯、增韧剂、分子量调节剂、相容剂在高速混合机下混合4min，再将碳酸钙、滑石粉、阻燃剂、助剂加入混合机混合6min，将混合物料加入双螺杆挤出机喂料料斗中；
（3）设定双螺杆挤出机各温区温度，主机转速及喂料转速，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区210℃，五区200℃，六区200℃，七区210℃，八区210℃，九区210℃，机头205℃，主机转速450 r/min，喂料转速50r/min，挤出造粒，干燥切粒；
（4）烘干批混。
实施例3
一种改性聚丙烯复合材料，以重量份数计其原料组分及含量为：共聚聚丙烯66份、乙烯/辛烯共聚物18份、降温母粒2份、氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂3份、纳米活性碳酸钙10份、滑石粉20份、磷氮复合阻燃剂4份、助剂1份，所述氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂用活化处理氧化钇与接枝率为1～5%的马来酸酐接枝聚丙烯按1：15的比例复配混合制成，滑石粉目数3000，助剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂N,N’－ 乙撑双硬脂酰胺（EBS）以1:1:5复配而成。
一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用如下步骤：
（1）按质量配比称取原料；
（2）将原料混合均匀，将聚丙烯、增韧剂、分子量调节剂、相容剂在高速混合机下混合4min，再将碳酸钙、滑石粉、阻燃剂、助剂加入混合机混合6min，将混合物料加入双螺杆挤出机喂料料斗中；
（3）设定双螺杆挤出机各温区温度，主机转速及喂料转速，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区210℃，五区200℃，六区200℃，七区210℃，八区210℃，九区210℃，机头205℃，主机转速430 r/min，喂料转速70 r/min，挤出造粒，干燥切粒；
（4）烘干批混。
实施例4
一种改性聚丙烯复合材料，以重量份数计其原料组分及含量为：共聚聚丙烯55份、乙烯/辛烯共聚物13份、降温母粒5份、氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂5份、纳米活性碳酸钙16份、滑石粉11份、磷氮复合阻燃剂3份、助剂0.7份，所述氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂用活化处理氧化钇与接枝率为1～5%的马来酸酐接枝聚丙烯按1：11的比例复配混合制成，所述滑石粉目数4000，助剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂N,N’－ 乙撑双硬脂酰胺（EBS）以1:4:8复配而成。
一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用如下步骤：
（1）按质量配比称取原料；
（2）将原料混合均匀，将聚丙烯、增韧剂、分子量调节剂、相容剂在高速混合机下混合4min，再将碳酸钙、滑石粉、阻燃剂、助剂加入混合机混合6min，将混合物料加入双螺杆挤出机喂料料斗中；
（3）设定双螺杆挤出机各温区温度，主机转速及喂料转速，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区210℃，五区200℃，六区200℃，七区210℃，八区210℃，九区210℃，机头205℃，主机转速430 r/min，喂料转速60 r/min，挤出造粒，干燥切粒；
（4）烘干批混。
实施例1~4制备的改性聚丙烯复合材料的性能测试数据见表1，由表1测试结果可以看出，本发明改性聚丙烯复合材料高抗冲、高刚性、阻燃性好，综合性能优良。
表1 实施例1~4制备的改性聚丙烯复合材料的性能测试数据

Claims (9)

1.一种改性聚丙烯复合材料，以重量份数计其原料组分及含量为：聚丙烯40～70份、增韧剂5～20份、分子量调节剂1～5份、相容剂1～5份、碳酸钙10～20份、滑石粉10～20份、阻燃剂1～5份、助剂0.5～1份；
所述相容剂为氧化钇协效马来酸酐接枝相容剂，采用活化处理氧化钇与接枝率为1～5％的马来酸酐接枝聚丙烯按1：6～1：15的比例复配混合制成。
2.如权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯材料为共聚聚丙烯。
3.如权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增韧剂为乙烯/辛烯共聚物。
4.如权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述分子量调节剂为降温母粒。
5.如权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述碳酸钙为纳米活性碳酸钙。
6.如权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述滑石粉的目数为2000以上。
7.如权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为磷氮复合阻燃剂。
8.如权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述助剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和润滑剂N,N’－乙撑双硬脂酰胺以1:(1-5):(5-10)复配而成。
9.一种权利要求1所述改性聚丙烯复合材料的制备方法，采用如下步骤：
(1)按质量配比称取原料；
(2)将原料混合均匀，将聚丙烯、增韧剂、分子量调节剂、相容剂在高速混合机下混合3min以上，再将碳酸钙、滑石粉、阻燃剂、助剂加入混合机混合5min以上，将混合物料加入双螺杆挤出机喂料料斗中；
(3)设定双螺杆挤出机各温区温度，主机转速及喂料转速，一区180℃，二区200℃，三区210℃，四区210℃，五区200℃，六区200℃，七区210℃，八区210℃，九区210℃，机头205℃，主机转速400～450r/min，喂料转速50～100r/min，挤出造粒，干燥切粒；(4)烘干批混。
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