CN103146058A - 一种增韧的聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增韧的聚丙烯复合材料，包括以下组分且各组分的重量份数为：聚丙烯60-80份；无机填料复合物10-20份；相容复合体10-15份；抗氧剂0.5-2份；抗静电剂0.1-3份；阻燃剂0.4-3份。本发明采用含有极性基团（-NHCOO-、-COO-、-OH）的增韧剂，不仅提高了低温条件下的抗冲击能力，而且提高了表面能，改善了材料表面的印刷、涂层、与金属粘结的特性，同时，采用了廉价的无机填料也降低了生产成本。

Description

一种增韧的聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种增韧的聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
聚丙烯是丙烯通过聚合得到的高分子化合物，具有耐应力、耐化学腐蚀、、绝缘性好的优点，又因其原料丰富、价格低廉，被广泛应用于工业和生产生活领域。但是，聚丙烯也存在着低温抗冲击能力差的缺点，需要加入玻璃纤维、粉体添加剂或弹性体的方法对聚丙烯进行改性。
因为EPDM与聚丙烯的相容性好，易于分散，所以传统的改性聚丙烯方法多采用著名的EPDM橡胶产品作为国产聚丙烯的增韧剂。但是EPDM含有不饱和双键，使得易于老化的聚丙烯更容易老化，另外，EPDM和聚丙烯都是非疾行物质，表面能低，难以进行印刷、涂装和与金属粘结，因此，需要开发一种韧性强、易于和金属粘结的聚丙烯复合材料。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种增韧的聚丙烯复合材料。同时，本发明还提供一种增韧的聚丙烯复合材料的制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数为：
聚丙烯             60-80份；
无机填料复合物     10-20份；
相容复合体     10-15份；
抗氧剂         0.5-2份；
抗静电剂       0.1-3份；
阻燃剂         0.4-3份。
前述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述无机填料复合物由聚醚二元醇和二异氰酸酯与碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种反应而成。
前述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容复合体为环状酸酐型类反应溶剂、苯乙烯双单体与聚丙烯的接枝物。
前述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂TNP或TPP。
前述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗静电剂为聚丙烯专用抗静电剂202。
前述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂。
一种增韧的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）无机填料复合物的制备：选取碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种，先用聚醚二元醇与之混合做表面处理，然后加入二异氰酸酯制成无机填料复合体；
（2）相容复合体：用环状酸酐型类反应溶剂、苯乙烯双单体与聚丙烯聚合物进行固相接枝；
（3）称取原料：按权利要求1所述的聚丙烯复合材料料称取各组分；
（4）制备预混料：将聚丙烯、无机填料复合体和相容复合体混合后在1000～2000转/分下高速混合8-12分钟；加入抗氧剂，抗静电剂和阻燃剂，在1000～2000转/分下高速混合2～5分钟，得到预混料；
（5）制备增韧的聚丙烯复合材料：将步骤（4）制备的预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟后，保持螺杆各区的温度均为190～210℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，得到增韧的聚丙烯复合材料。
本发明的有益效果为：采用含有极性基团（-NHCOO-、-COO-、-OH）的增韧剂，不仅提高了低温条件下的抗冲击能力，而且提高了表面能，改善了材料表面的印刷、涂层、与金属粘结的特性，同时，采用了廉价的无机填料也降低了生产成本。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
表1为实施例1-4和对比实施例的各组分的配比。
如表1所示：
Figure BDA00002890456900031
表1实施例1-4和对比实施例的各组分的配比
其中，实施例1-4中所述所述无机填料复合物中的无机填料分别为碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠。
所述相容复合体为环状酸酐型类反应溶剂、苯乙烯双单体与聚丙烯的接枝物。
实施例1和实施例2中所述的抗氧剂为抗氧剂TNP；实施例3和实施例4中所述的抗氧剂为抗氧剂TPP。
实施例1-4中所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂。
按照表1中的各实施例的组分和各组分的重量份数分别制备增韧的聚丙烯复合材料的方法，具体过程如下：
（1）无机填料复合物的制备：选取碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种，先用聚醚二元醇与之混合做表面处理，然后加入二异氰酸酯制成无机填料复合体；
（2）相容复合体：用环状酸酐型类反应溶剂、苯乙烯双单体与聚丙烯聚合物进行固相接枝；
（3）称取原料：按权利要求1所述的聚丙烯复合材料料称取各组分；
（4）制备预混料：将聚丙烯、无机填料复合体和相容复合体混合后在1000～2000转/分下高速混合8-12分钟；加入抗氧剂，抗静电剂和阻燃剂，在1000～2000转/分下高速混合2～5分钟，得到预混料；
（5）制备增韧的聚丙烯复合材料：将步骤（4）制备的预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟后，保持螺杆各区的温度均为190～210℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，得到增韧的聚丙烯复合材料。
对实施例1-4和对比例制备的增韧聚丙烯复合材料进行性能测试，其结果如表2所示：
Figure BDA00002890456900041
Figure BDA00002890456900051
表2各实施例的性能
本发明公开的增韧的聚丙烯复合材料及其制备方法通过制备具有极性基团的无机填料复合物和相容复合体的方法对聚丙烯材料加以改性，不仅能够降低生产成本，而且能够降低低温脆性，增强材料表面的印刷、涂层和与金属的粘结性能，使得制备的复合材料低温耐冲击性能好，易于成型加工、机械性能良好，扩大应用范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1. 一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下组分且各组分的重量份数为：
聚丙烯          60-80份；
无机填料复合物  10-20份；
相容复合体      10-15份；
抗氧剂          0.5-2份；
抗静电剂        0.1-3份；
阻燃剂          0.4-3份。
2.根据权利要求1所述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述无机填料复合物由聚醚二元醇和二异氰酸酯与碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种反应而成。
3.根据权利要求1所述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述相容复合体为环状酸酐型类反应溶剂、苯乙烯双单体与聚丙烯的接枝物。
4.根据权利要求1所述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂TNP或TPP。
5.根据权利要求1所述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗静电剂为聚丙烯专用抗静电剂202。
6.根据权利要求1所述的一种增韧的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂。
7.一种如权利要求1-6所述增韧的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）无机填料复合物的制备：选取碳酸钙、高岭土、滑石粉、玻璃微珠中的至少一种，先用聚醚二元醇与之混合做表面处理，然后加入二异氰酸酯制成无机填料复合体；
（2）相容复合体：用环状酸酐型类反应溶剂、苯乙烯双单体与聚丙烯聚合物进行固相接枝；
（3）称取原料：按权利要求1所述的聚丙烯复合材料料称取各组分；
（4）制备预混料：将聚丙烯、无机填料复合体和相容复合体混合后在1000～2000转/分下高速混合8-12分钟；加入抗氧剂，抗静电剂和阻燃剂，在1000～2000转/分下高速混合2～5分钟，得到预混料；
（5）制备增韧的聚丙烯复合材料：将步骤（4）制备的预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟后，保持螺杆各区的温度均为190～210℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，得到增韧的聚丙烯复合材料。
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