CN103073797A - 一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其是由以下质量份的原料组成：100-120份PP、10-30份改性纳米碳酸钙、0-0.5份抗氧剂、0-0.5份润滑剂、0.5-1.5份促进剂、0-0.5份引发剂、0-0.5份催化剂、0-1.5份交联剂。一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将各种原料混合均匀，置于螺杆挤出机中熔融挤出即可。在本发明中，1）改性纳米碳酸钙和交联反应协同增强；2）EPDM和改性纳米碳酸钙协同增韧。最终制备的复合材料具有优良的力学性能和热学性能，能替代一些在汽车上应用的尼龙件，特别是在汽车保险杠的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
随着工业的不断发展，各种通用塑料的工程化已被大家所熟知，像众所周知的聚乙烯管道的交联，聚丙烯在汽车工业的应用，聚丙烯（PP）质轻，比重小于水，表面较聚乙烯硬，薄壁制品耐折迭，俗称百折胶，能耐沸水蒸煮，而不损坏。耐酸碱，耐很多有机溶剂，电绝缘性能优良等特性。但也存在较突出的缺点，如高温刚性不足，而低温发脆；耐环境能力差。如何合理的利用优点，解决缺陷是当前必须要解决的问题。
碳酸钙作为一种重要的无机化工产品，广泛地应用于橡胶、塑料、涂料、造纸等各个行业，随着纳米材料的兴起，纳米碳酸钙的生产也已被工业化，纳米级的碳酸钙粒子粒径较小，但是由于碳酸钙表面的本身有许多羟基，比较容易发生团聚，这严重的限制了纳米碳酸钙的应用。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其是由以下质量份的原料组成：100-120份PP、10-30份改性纳米碳酸钙、0-0.5份抗氧剂、0-0.5份润滑剂、0.5-1.5份促进剂、0-0.5份引发剂、0-0.5份催化剂、0-1.5份交联剂。
所述的改性纳米碳酸钙是这样制备的：
1）将80-100质量份的纳米碳酸钙与0-3质量份的偶联剂混合均匀，将混合物进行超声分散；
2）将10-15质量份的三元乙丙橡胶与5-10质量份的丙酮混合，加热至60-110℃并搅拌至三元乙丙橡胶成为可流动状态，得到混合流体；
3）将上步所得的混合流体喷洒到步骤1）中的处于超声环境里的混合物中，再持续超声分散30min-1h；
4）将步骤3）所得的混合物升温至80-130℃，再将混合物置于真空环境中5-10min，取出即可。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
所述的润滑剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸锌、白油、硅酮粉、硬脂酸钙、EBS。
所述的交联剂为硅烷交联剂。
所述的促进剂为氯化镁或氯化钙。
所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2.5-二甲基-2.5-双（叔丁基过氧己烷）中的一种。
制备一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料的方法，包括以下步骤：将各种原料混合均匀，置于螺杆挤出机中熔融挤出即可。
所述的双螺杆长径比为：40-48：1。
本发明的有益效果是：1）改性纳米碳酸钙和交联反应可以协同增强；2）EPDM和改性纳米碳酸钙可以协同增韧。最终制备的复合材料具有优良的力学性能和热学性能，能替代一些在汽车上应用的尼龙件，特别是在汽车保险杠的应用。
具体的实施方式：
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其配方如下表：
表1：高性能纳米交联聚丙烯复合材料的配方组成
上述表格中，所述的改性纳米碳酸钙是这样制备的：
1）将80质量份的纳米碳酸钙与1质量份的钛酸酯偶联剂（型号：LICA38）混合均匀，将混合物进行超声分散；
2）将10质量份的三元乙丙橡胶与10质量份的丙酮混合，加热至70℃并搅拌至三元乙丙橡胶成为可流动状态，得到混合流体；
3）将上步所得的混合流体喷到步骤1）中处于超声环境里的混合物中，再持续超声分散30min-1h；
4）将步骤3）所得的混合物升温至80℃，再将混合物置于80℃的真空环境中5-10min，取出即可。
实施例2：
一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其配方如下表：
表2：高性能纳米交联聚丙烯复合材料的配方组成
上述表格中，所述的改性纳米碳酸钙是这样制备的：
1）将100质量份的纳米碳酸钙与3质量份的钛酸酯偶联剂（型号：LICA38）混合均匀，将混合物进行超声分散；
2）将15质量份的三元乙丙橡胶与15质量份的丙酮混合，加热至75℃并搅拌至三元乙丙橡 胶成为可流动状态，得到混合流体；
3）将上步所得的混合流体喷到步骤1）中处于超声环境里的混合物中，再持续超声分散30min-1h；
4）将步骤3）所得的混合物升温至85℃，再将混合物置于85℃的真空环境中5-10min，取出即可。
实施例3
一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其配方如下表：
表3：高性能纳米交联聚丙烯复合材料的配方组成
上述表格中，所述的改性纳米碳酸钙是这样制备的：
1）将90质量份的纳米碳酸钙与2质量份的钛酸酯偶联剂（型号：LICA38）混合均匀，将混合物置于超声分散机中超声分散；
2）将12质量份的三元乙丙橡胶与18质量份的丙酮混合，加热至70℃并搅拌至三元乙丙橡胶成为可流动状态，得到混合流体；
3）将上步所得的混合流体喷到步骤1）中处于超声环境里的混合物中，再持续超声分散30min-1h；
4）将步骤3）所得的混合物升温至85℃，再将混合物置于85℃的真空环境中5-10min，取 出即可。
本发明实施例的配方可通过常规成型技术成型例如利用双螺杆挤出机进行熔融挤出成型，其中：双螺杆转速为：285-450转/min，螺杆长径比为48:1。
对实施例1、2、3的配方制成的复合材料进行测试，性能结果如下表：
表4：实施例制成的复合材料的性能
Claims (10)
1.一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：其是由以下质量份的原料组成：100-120份PP、10-30份改性纳米碳酸钙、0-0.5份抗氧剂、0-0.5份润滑剂、0.5-1.5份促进剂、0-0.5份引发剂、0-0.5份催化剂、0-1.5份交联剂。
2.根据权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的改性纳米碳酸钙是这样制备的：
1）将80-100质量份的纳米碳酸钙与0-3质量份的偶联剂混合均匀，将混合物进行超声分散；
2）将10-15质量份的三元乙丙橡胶与5-10质量份的丙酮混合，加热至60-110℃并搅拌至三元乙丙橡胶成为可流动状态，得到混合流体；
3）将上步所得的混合流体喷洒到步骤1）中的处于超声环境里的混合物中，再持续超声分散30min-1h；
4）将步骤3）所得的混合物升温至80-130℃，再将混合物置于真空环境中5-10min，取出即可。
3.根据权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的润滑剂包括聚乙烯蜡、硬脂酸锌、白油、硅酮粉、硬脂酸钙、EBS。
5.根据权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的交联剂为硅烷交联剂。
6.根据权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的促进剂为氯化镁或氯化钙。
7.根据权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
8.根据权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料，其特征在于：所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、2.5-二甲基-2.5-双（叔丁基过氧己烷）中的一种。
9.制备权利要求1所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：将各种原料混合均匀，置于螺杆挤出机中熔融挤出即可。
10.根据权利要求9所述的一种高性能纳米交联聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆长径比为：40-48：1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 529000 No. 135 Dongsheng Road, Jianghai District, Guangdong, Jiangmen Applicant after: GUANGDONG QIDE ENGINEERING PLASTIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 529000 No. 135 Dongsheng Road, Jianghai hi tech Industrial Zone, Jianghai District, Guangdong, Jiangmen Applicant before: QIDE ENGINEERING PLASTICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIANGMEN QIDE ENGINEERING PLASTICS TECHNOLOGY CO., LTD. TO: GUANGDONG QIDE NEW MATERIAL CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: High-performance nano crosslinked polypropylene composite material and preparation method thereof Effective date of registration: 20170713 Granted publication date: 20150311 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Jiangmen branch Pledgor: GUANGDONG QIDE ENGINEERING PLASTIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2017990000629 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200608 Granted publication date: 20150311 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Jiangmen branch Pledgor: GUANGDONG QIDE ENGINEERING PLASTIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2017990000629 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150311 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |