CN103951889A - 复合颗粒改性聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

复合颗粒改性聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚丙烯材料及其制备方法。原料按重量份数称取：聚丙烯100～120份，复合改性颗粒30～50份，乙撑双硬脂酰胺8～14份，氯化聚乙烯0.5～0.9份，抗氧剂0.2-0.6份；所述复合改性颗粒由纳米BaCO3晶须、纳米TiO2颗粒、纳米Al（OH）3颗粒和粘结剂组成，纳米TiO2颗粒、纳米Al（OH）3颗粒通过粘结剂粘结在纳米BaCO3晶须上；其中，纳米BaCO3晶须10-20份，纳米TiO2 5-10份，纳米Al（OH）310-15份，粘结剂5份。本发明在保证聚丙烯材料原有性能的基础上，提高其韧性、强度、阻燃性和抗老化性。

Description

复合颗粒改性聚丙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯材料，尤其涉及一种复合颗粒改性聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)具有许多优点，产量在五大通用塑料中仅次于聚乙烯占第二位。我国作为世界最大的PP消费国，未来需求还将强劲增长，PP在我国的需求前景非常广阔。但是PP也存在低温脆性、收缩率大等缺点，这限制了其功能和应用范围的发展。为了改善PP性能上的不足，国内外均对PP进行了不同的改性研究，发现PP可通过物理改性和化学改性进行不同的处理，达到预期的效果，得到不同需求的PP制品。
填充改性是为了降低塑料制品中的原料成本并且达到增量的目的或者明显改变塑料产品的性能。通常在塑料成型加工过程中加入有机填料或者无机填料，这样会使人们所希望改善的性能得到显著改善，但同时也就会牺牲某些性能。填充改性聚丙烯具有降低成本、提高耐热性、提高刚性与降低成型收缩率等特点。填充材料种类繁多，按化学成分分，可分为有机填料和无机填料，有机填料包括塑料和纤维素等，无机填料包括二氧化硅、玻璃纤维、硅酸盐、碳、碳酸钙等。通常应用的填料为无机填料。聚丙稀中填充无机物，将使刚性、硬度和屈服强度增大，耐蠕变性质提高，而使伸长率和冲击强度降低。填充无机物的种类和添加量对机械强度有显著影响，因此应根据用途进行综合考虑。
晶须结构完美、内部几乎无缺陷，且具有高强度、高模量，加入树脂之中起到骨架作用，形成聚合物/晶须复合材料，显著提高复合材料的力学强度。但无机和有机材料通常是难相容的，所以聚合物基体和晶须间的不相容性会使复合材料不能达到预期的性能。
粒径选择对于PP增韧效果有着明显的影响，选择大粒径粒子易于在基体内形成缺陷，虽然体系硬度和刚度可能会有一定程度的提高，但是在基体中作为应力集中点及脆性裂纹的引发点损害了强度和韧性。随着粒子粒径的减小，粒子的比表面积能增大，非配对原子增多，与基体树脂发生物理和化学结合的可能性增大，粒子与基体树脂之间接触面增大，材料在受到冲击时能够产生更多的微裂纹和塑性变形，从而吸收更多的冲击能，具有增韧的可能。但是粒径过小的话，颗粒间作用过强，无机粒子容易出现团聚现象，造成粒子在聚合物中不均匀分散，不利于增韧效果的提高。
此外，单组分改性已经不能满足高性能PP制备的需要，复合改性已经成为主要趋势。目前，复合改性还主要集中在简单的共混，不能充分发挥改性填料的综合改性效果。没有文献记载复合颗粒改性，也没有文献就复合改性颗粒的形状、粒径和粒径分布进行研究。
发明内容
本发明的目的是在聚丙烯主要成分的基础上，通过添加复合颗粒对聚丙烯材料的物理、化学性能进行综合改进。在提高聚丙烯材料强度、韧性的同时，改进材料的耐腐蚀性、耐磨性和阻燃性。
本发明的技术方案如下：一种复合颗粒改性聚丙烯材料，原料按重量份数称取：
聚丙烯100～120份，复合改性颗粒30～50份，乙撑双硬脂酰胺8～14份，氯化聚乙烯0.5～0.9份，抗氧剂0.2-0.6份。
所述复合改性颗粒由纳米BaCO3晶须、纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒和粘结剂组成，所述纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒通过粘结剂粘结在纳米BaCO3晶须上；其中，纳米BaCO3晶须10-20份，纳米TiO25-10份，纳米Al(OH)310-15份，粘结剂5份。
粘结剂选自选铝、钙、锂、镁、钛、锌和锆的脂肪酸盐，在高于100℃低于160℃的温度下软化或部分熔融。
抗氧剂选自β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或者它们的混合物。
一种复合颗粒改性聚丙烯材料的制备方法，所述方法按照下述步骤进行：
①将粘结剂在高于100℃低于160℃的温度下软化或部分熔融以在纳米BaCO3晶须表面成膜，加入纳米TiO2颗粒和纳米Al(OH)3颗粒，迅速混合制备复合改性颗粒；
②将聚丙烯、复合改性颗粒按规定量加入高速混合机初混；
③将乙撑双硬脂酰胺、氯化聚乙烯、抗氧剂按规定量加入高速混合机中，高速混合并升温加热至80-110℃，混合加热10-20分钟后，冷却至室温；
④将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒。
粘结剂在低于100℃的温度下软化或部分熔融，将会不利于聚丙烯材料热稳定性能的提高；在高于160℃的温度下软化或部分熔融，则容易在在制备复合改性颗粒时造成颗粒的团聚，不利于颗粒在聚丙烯材料中的均匀分布。
复合改性颗粒既能克服选择大粒径粒子在基体内形成缺陷，又能减少无机颗粒的团聚现象，保证了聚丙烯材料性能的一致性。
本发明的有益效果是：
本发明复合颗粒改性的聚丙烯材料，保持了聚丙烯的成形性能好、表面质量高、组织致密、强度高、抗腐蚀性高等特点，同时，无机改性填料以复合颗粒的形式均匀的分布在聚丙烯材料中，保证了聚丙烯材料性能的一致性，减少各组分由于密度不同所造成的偏析。复合颗粒改善了聚丙烯与无机颗粒之间的相容性，使两相结合力提高，能有效的在两相之间传递和分配应力和应变。纳米BaCO3晶须与纳米颗粒的复合，同时起到了增强与增韧作用。此外，纳米Al(OH)3颗粒受热后发生水解生成结晶水和氧化物，热分解出的结晶水蒸受热蒸发吸收热量成为水蒸气降低材料表面燃烧温度同时稀释了可燃气体，氧化物能隔绝空气阻止燃烧进行并具有抑烟的作用。纳米TiO2提高了聚丙烯材料的抗老化性能，同时对聚丙烯材料的抗静电、强度和阻燃性也有一定的提高。
具体实施方式
下面结合是实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
聚丙烯100份，复合改性颗粒30份，乙撑双硬脂酰胺8份，氯化聚乙烯0.5份，抗氧剂0.2份。
所述复合改性颗粒由纳米BaCO3晶须、纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒和粘结剂组成，所述纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒通过粘结剂粘结在纳米BaCO3晶须上；其中，纳米BaCO3晶须10份，纳米TiO25份，纳米Al(OH)310份，粘结剂5份。
粘结剂为脂肪酸锌；抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
按照下述步骤制备复合颗粒改性聚丙烯材料：
①将粘结剂在高于100℃低于160℃的温度下软化或部分熔融以在纳米BaCO3晶须表面成膜，加入纳米TiO2颗粒和纳米Al(OH)3颗粒，迅速混合制备复合改性颗粒；
②将聚丙烯、复合改性颗粒按规定量加入高速混合机初混；
③将乙撑双硬脂酰胺、氯化聚乙烯、抗氧剂按规定量加入高速混合机中，高速混合并升温加热至80-110℃，混合加热10-20分钟后，冷却至室温；
④将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒。
实施例2
聚丙烯120份，复合改性颗粒50份，乙撑双硬脂酰胺14份，氯化聚乙烯0.9份，抗氧剂0.6份。
所述复合改性颗粒由纳米BaCO3晶须、纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒和粘结剂组成，所述纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒通过粘结剂粘结纳米BaCO3晶须上；其中，纳米BaCO3晶须20份，纳米TiO210份，纳米Al(OH)315份，粘结剂5份。
粘结剂为脂肪酸镁；抗氧剂为β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。
工艺步骤同实施例1。
实施例3
聚丙烯110份，复合改性颗粒40份，乙撑双硬脂酰胺10份，氯化聚乙烯0.8份，抗氧剂0.5份。
所述复合改性颗粒由纳米BaCO3晶须、纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒和粘结剂组成，所述纳米TiO2颗粒、纳米Al(OH)3颗粒通过粘结剂粘结纳米BaCO3晶须上；其中，纳米BaCO3晶须20份，纳米TiO25份，纳米Al(OH)310份，粘结剂5份。
粘结剂选自选脂肪酸钙。抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
工艺步骤同实施例1。
比较例1
聚丙烯120份，纳米BaCO3晶须20份，纳米TiO210份，纳米Al(OH)315份，乙撑双硬脂酰胺14份，氯化聚乙烯0.9份，抗氧剂0.6份。
抗氧剂为β-(4-羟基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯。
按照下述步骤制备改性聚丙烯材料：
①将聚丙烯，纳米BaCO3晶须，纳米TiO2，纳米Al(OH)3按规定量加入高速混合机初混；
②将乙撑双硬脂酰胺、氯化聚乙烯、抗氧剂按规定量加入高速混合机中，高速混合并升温加热至80-110℃，混合加热10-20分钟后，冷却至室温；
③将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒。
比较例2
聚丙烯100份，纳米BaCO3晶须10份，纳米TiO25份，纳米Al(OH)310份，乙撑双硬脂酰胺8份，氯化聚乙烯0.5份，抗氧剂0.2-份。
抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
工艺步骤同比较例1。
上述实施例、比较例性能测试结果：
注：各测试项目均按相关国家标准进行(阻燃性按极限氧指数测试方法)
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种复合颗粒改性聚丙烯材料，原料按重量份数称取：聚丙烯100～120份，复合改性颗粒30～50份，乙撑双硬脂酰胺8～14份，氯化聚乙烯0.5～0.9份，抗氧剂0.2-0.6份；所述复合改性颗粒由纳米BaCO3晶须、纳米TiO2颗粒、纳米Al（OH）3颗粒和粘结剂组成，纳米TiO2颗粒、纳米Al（OH）3颗粒通过粘结剂粘结在纳米BaCO3晶须上；其中，纳米BaCO3晶须10-20份，纳米TiO2  5-10份，纳米Al（OH）3 10-15份，粘结剂 5份。
2.如权利要求1所述复合颗粒改性聚丙烯材料，其特征在于：所述粘结剂选自铝、钙、锂、镁、钛、锌和锆的脂肪酸盐，在高于100℃低于160℃的温度下软化或部分熔融。
3. 如权利要求1所述复合颗粒改性聚丙烯材料，其特征在于：抗氧剂选自β-（4-羟基苯基-3，5-二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯、四［β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯或者它们的混合物。
4.如权利要求1-3所述复合颗粒改性聚丙烯材料的制备方法，按照下述步骤进行：
①将粘结剂在高于100℃低于160℃的温度下软化或部分熔融以在纳米BaCO3晶须表面成膜，加入纳米TiO2颗粒和纳米Al（OH）3颗粒，迅速混合制备复合改性颗粒；
②将聚丙烯、复合改性颗粒按规定量加入高速混合机初混； 
③将乙撑双硬脂酰胺、氯化聚乙烯、抗氧剂按规定量加入高速混合机中，高速混合并升温加热至80-110℃，混合加热10-20分钟后，冷却至室温； 
④将混合物加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1865337A (zh) * 2006-04-30 2006-11-22 四川大学 高耐热性pp－r管专用树脂及其制备方法
CN1865338A (zh) * 2006-04-30 2006-11-22 四川大学 纳米晶须改性pp－r管用树脂及其制备方法
CN102558609A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 金发科技股份有限公司 一种提高导热聚合物导热性能的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1865337A (zh) * 2006-04-30 2006-11-22 四川大学 高耐热性pp－r管专用树脂及其制备方法
CN1865338A (zh) * 2006-04-30 2006-11-22 四川大学 纳米晶须改性pp－r管用树脂及其制备方法
CN102558609A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 金发科技股份有限公司 一种提高导热聚合物导热性能的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邹敏等: "CaSO_4晶须/纳米TiO_2/PP-R树脂复合材料的制备及性能", 《材料科学与工程学报》 *
邹敏等: "ZnO晶须/纳米TiO_2复合粒子改善PP-R树脂性能的研究", 《功能材料》 *

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