CN108892865A - 一种高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高刚性聚丙烯复合材料，其原料按重量的配方如下：聚丙烯50‑70份、多元醇20‑30份、棕榈蜡12‑16份、乙酰柠檬酸三丁酯12‑16份、无机填料5‑7份、硬脂酸钙5‑7份、碳纤维粉20‑25份、玻璃纤维粉8‑12份、分散剂3‑5份、偶联剂3‑5份、抗氧剂1‑3份、防静电剂1‑3份。本发明还公开了一种高刚性聚丙烯复合材料的制备方法。本发明能够使得该复合材料具有高刚性、低收缩以及低光泽的特点，还能够保证其的强度，先将各原料通过分散剂进行分散，然后利用偶联剂重新结合，有效提高了各原料之间结合的效率，保证了复合材料的质量。

Description

一种高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。随着聚丙烯复合材料广泛应用在各行各业，对其的要求越来越高，在现有技术中，传统的聚丙烯复合材料，已经越来越无法满足日常使用的要求。为此，我们提出了一种高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法。
发明内容
本发明提出了一种高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种高刚性聚丙烯复合材料，其原料按重量的配方如下：聚丙烯50-70份、多元醇20-30份、棕榈蜡12-16份、乙酰柠檬酸三丁酯12-16份、无机填料5-7份、硬脂酸钙5-7份、碳纤维粉20-25份、玻璃纤维粉8-12份、分散剂3-5份、偶联剂3-5份、抗氧剂1-3份、防静电剂1-3份。
优选的，聚丙烯、多元醇、棕榈蜡的重量比为55-65：23-27：13-15。
优选的，乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料、硬脂酸钙的重量比为13-15：5.5-6.5：5.5-6.5。
优选的，碳纤维粉、玻璃纤维粉的重量比为22-24：9-11。
优选的，分散剂、偶联剂、抗氧剂、防静电剂的重量比为3.5-4.5：3.5-4.5：1.5-2.5：1.5-2.5。
优选的，其原料按重量的配方如下：
聚丙烯55-65份、多元醇23-27份、棕榈蜡13-15份、乙酰柠檬酸三丁酯13-15份、无机填料5.5-6.5份、硬脂酸钙5.5-6.5份、碳纤维粉22-24份、玻璃纤维粉9-11份、分散剂3.5-4.5份、偶联剂3.5-4.5份、抗氧剂1.5-2.5份、防静电剂1.5-2.5份。
优选的，其原料按重量的最优配方如下：
聚丙烯60份、多元醇25份、棕榈蜡14份、乙酰柠檬酸三丁酯14份、无机填料6份、硬脂酸钙6份、碳纤维粉23份、玻璃纤维粉10份、分散剂4份、偶联剂4份、抗氧剂2份、防静电剂2份。
本发明还提供了一种高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按比例将聚丙烯、多元醇以及棕榈蜡依次缓慢置入熔炼器内，并对其进行熔炼，在熔炼过程中需对其进行实时混合搅拌，待其完全熔炼后，再次向其中添加乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料以及硬脂酸钙，并在220-240摄氏度的环境中进行融合，形成第一混合液；
S2、将分散剂置于其中，并静置5-9min，然后在碳纤维粉、玻璃纤维粉以及偶联剂同时置于其中，在150-190摄氏度的环境中混合反应12-20min，完成后，取出冷却成型，即形成混合基料；
S3、待S2完成后，将混合基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在320-340摄氏度的温度下熔融剪切、混炼、挤出造粒并在挤出造粒的过程中，将抗氧剂以及防静电剂的混合液均匀喷洒在其外表面，待其完成冷却干燥后，即得到高刚性聚丙烯复合材料。
优选的，在S1中的无机填料具体为聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的混合物，且聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的摩尔质量比为3：1：1：0.5。
本发明所提出了一种高刚性聚丙烯复合材料及其制备方法，有益效果在于：本发明通过多种原料的添加以及合理配比，能够使得该复合材料具有高刚性、低收缩以及低光泽的特点，还通过碳纤维粉以及玻璃纤维粉的添加，能够保证其的强度，使其适应不同的场合，在制备时，先将各原料通过分散剂进行分散，然后利用偶联剂重新结合，有效提高了各原料之间结合的效率，保证了复合材料的质量，符合现在发展的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明提出了一种高刚性聚丙烯复合材料，其原料按重量的配方如下：聚丙烯50份、多元醇20份、棕榈蜡12份、乙酰柠檬酸三丁酯12份、无机填料5份、硬脂酸钙5份、碳纤维粉20份、玻璃纤维粉8份、分散剂3份、偶联剂3份、抗氧剂1份、防静电剂1份。
本发明还提供了一种高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按比例将聚丙烯、多元醇以及棕榈蜡依次缓慢置入熔炼器内，并对其进行熔炼，在熔炼过程中需对其进行实时混合搅拌，待其完全熔炼后，再次向其中添加乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料以及硬脂酸钙，并在220-240摄氏度的环境中进行融合，形成第一混合液；
S2、将分散剂置于其中，并静置5min，然后在碳纤维粉、玻璃纤维粉以及偶联剂同时置于其中，在150摄氏度的环境中混合反应12min，完成后，取出冷却成型，即形成混合基料；
S3、待S2完成后，将混合基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在320摄氏度的温度下熔融剪切、混炼、挤出造粒并在挤出造粒的过程中，将抗氧剂以及防静电剂的混合液均匀喷洒在其外表面，待其完成冷却干燥后，即得到高刚性聚丙烯复合材料。
在S1中的无机填料具体为聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的混合物，且聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的摩尔质量比为3：1：1：0.5。
实施例2
本发明提出了一种高刚性聚丙烯复合材料，其原料按重量的配方如下：聚丙烯55份、多元醇23份、棕榈蜡13份、乙酰柠檬酸三丁酯13份、无机填料5.5份、硬脂酸钙5.5份、碳纤维粉22份、玻璃纤维粉9份、分散剂3.5份、偶联剂3.5份、抗氧剂1.5份、防静电剂1.5份。
本发明还提供了一种高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按比例将聚丙烯、多元醇以及棕榈蜡依次缓慢置入熔炼器内，并对其进行熔炼，在熔炼过程中需对其进行实时混合搅拌，待其完全熔炼后，再次向其中添加乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料以及硬脂酸钙，并在225摄氏度的环境中进行融合，形成第一混合液；
S2、将分散剂置于其中，并静置6min，然后在碳纤维粉、玻璃纤维粉以及偶联剂同时置于其中，在160摄氏度的环境中混合反应14min，完成后，取出冷却成型，即形成混合基料；
S3、待S2完成后，将混合基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在325摄氏度的温度下熔融剪切、混炼、挤出造粒并在挤出造粒的过程中，将抗氧剂以及防静电剂的混合液均匀喷洒在其外表面，待其完成冷却干燥后，即得到高刚性聚丙烯复合材料。
在S1中的无机填料具体为聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的混合物，且聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的摩尔质量比为3：1：1：0.5。
实施例3
本发明提出了一种高刚性聚丙烯复合材料，其原料按重量的配方如下：聚丙烯60份、多元醇25份、棕榈蜡14份、乙酰柠檬酸三丁酯14份、无机填料6份、硬脂酸钙6份、碳纤维粉23份、玻璃纤维粉10份、分散剂4份、偶联剂4份、抗氧剂2份、防静电剂2份。
本发明还提供了一种高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按比例将聚丙烯、多元醇以及棕榈蜡依次缓慢置入熔炼器内，并对其进行熔炼，在熔炼过程中需对其进行实时混合搅拌，待其完全熔炼后，再次向其中添加乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料以及硬脂酸钙，并在230摄氏度的环境中进行融合，形成第一混合液；
S2、将分散剂置于其中，并静置7min，然后在碳纤维粉、玻璃纤维粉以及偶联剂同时置于其中，在170摄氏度的环境中混合反应16min，完成后，取出冷却成型，即形成混合基料；
S3、待S2完成后，将混合基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在330摄氏度的温度下熔融剪切、混炼、挤出造粒并在挤出造粒的过程中，将抗氧剂以及防静电剂的混合液均匀喷洒在其外表面，待其完成冷却干燥后，即得到高刚性聚丙烯复合材料。
在S1中的无机填料具体为聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的混合物，且聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的摩尔质量比为3：1：1：0.5。
实施例4
本发明提出了一种高刚性聚丙烯复合材料，其原料按重量的配方如下：聚丙烯65份、多元醇27份、棕榈蜡15份、乙酰柠檬酸三丁酯15份、无机填料6.5份、硬脂酸钙6.5份、碳纤维粉24份、玻璃纤维粉11份、分散剂4.5份、偶联剂4.5份、抗氧剂2.5份、防静电剂2.5份。
本发明还提供了一种高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按比例将聚丙烯、多元醇以及棕榈蜡依次缓慢置入熔炼器内，并对其进行熔炼，在熔炼过程中需对其进行实时混合搅拌，待其完全熔炼后，再次向其中添加乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料以及硬脂酸钙，并在235摄氏度的环境中进行融合，形成第一混合液；
S2、将分散剂置于其中，并静置8min，然后在碳纤维粉、玻璃纤维粉以及偶联剂同时置于其中，在180摄氏度的环境中混合反应18min，完成后，取出冷却成型，即形成混合基料；
S3、待S2完成后，将混合基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在335摄氏度的温度下熔融剪切、混炼、挤出造粒并在挤出造粒的过程中，将抗氧剂以及防静电剂的混合液均匀喷洒在其外表面，待其完成冷却干燥后，即得到高刚性聚丙烯复合材料。
在S1中的无机填料具体为聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的混合物，且聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的摩尔质量比为3：1：1：0.5。
实施例5
本发明提出了一种高刚性聚丙烯复合材料，其原料按重量的配方如下：聚丙烯70份、多元醇30份、棕榈蜡16份、乙酰柠檬酸三丁酯16份、无机填料7份、硬脂酸钙7份、碳纤维粉25份、玻璃纤维粉12份、分散剂5份、偶联剂5份、抗氧剂3份、防静电剂3份。
本发明还提供了一种高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按比例将聚丙烯、多元醇以及棕榈蜡依次缓慢置入熔炼器内，并对其进行熔炼，在熔炼过程中需对其进行实时混合搅拌，待其完全熔炼后，再次向其中添加乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料以及硬脂酸钙，并在240摄氏度的环境中进行融合，形成第一混合液；
S2、将分散剂置于其中，并静置9min，然后在碳纤维粉、玻璃纤维粉以及偶联剂同时置于其中，在190摄氏度的环境中混合反应20min，完成后，取出冷却成型，即形成混合基料；
S3、待S2完成后，将混合基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在340摄氏度的温度下熔融剪切、混炼、挤出造粒并在挤出造粒的过程中，将抗氧剂以及防静电剂的混合液均匀喷洒在其外表面，待其完成冷却干燥后，即得到高刚性聚丙烯复合材料。
在S1中的无机填料具体为聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的混合物，且聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的摩尔质量比为3：1：1：0.5。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高刚性聚丙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：聚丙烯50-70份、多元醇20-30份、棕榈蜡12-16份、乙酰柠檬酸三丁酯12-16份、无机填料5-7份、硬脂酸钙5-7份、碳纤维粉20-25份、玻璃纤维粉8-12份、分散剂3-5份、偶联剂3-5份、抗氧剂1-3份、防静电剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的高刚性聚丙烯复合材料，其特征在于，聚丙烯、多元醇、棕榈蜡的重量比为55-65：23-27：13-15。
3.根据权利要求1所述的高刚性聚丙烯复合材料，其特征在于，乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料、硬脂酸钙的重量比为13-15：5.5-6.5：5.5-6.5。
4.根据权利要求1所述的高刚性聚丙烯复合材料，其特征在于，碳纤维粉、玻璃纤维粉的重量比为22-24：9-11。
5.根据权利要求1所述的高刚性聚丙烯复合材料，其特征在于，分散剂、偶联剂、抗氧剂、防静电剂的重量比为3.5-4.5：3.5-4.5：1.5-2.5：1.5-2.5。
6.根据权利要求2-5所述的高刚性聚丙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：
聚丙烯55-65份、多元醇23-27份、棕榈蜡13-15份、乙酰柠檬酸三丁酯13-15份、无机填料5.5-6.5份、硬脂酸钙5.5-6.5份、碳纤维粉22-24份、玻璃纤维粉9-11份、分散剂3.5-4.5份、偶联剂3.5-4.5份、抗氧剂1.5-2.5份、防静电剂1.5-2.5份。
7.根据权利要求1所述的高刚性聚丙烯复合材料，其特征在于，其原料按重量的最优配方如下：
聚丙烯60份、多元醇25份、棕榈蜡14份、乙酰柠檬酸三丁酯14份、无机填料6份、硬脂酸钙6份、碳纤维粉23份、玻璃纤维粉10份、分散剂4份、偶联剂4份、抗氧剂2份、防静电剂2份。
8.一种根据权利要求1所述的高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按比例将聚丙烯、多元醇以及棕榈蜡依次缓慢置入熔炼器内，并对其进行熔炼，在熔炼过程中需对其进行实时混合搅拌，待其完全熔炼后，再次向其中添加乙酰柠檬酸三丁酯、无机填料以及硬脂酸钙，并在220-240摄氏度的环境中进行融合，形成第一混合液；
S2、将分散剂置于其中，并静置5-9min，然后在碳纤维粉、玻璃纤维粉以及偶联剂同时置于其中，在150-190摄氏度的环境中混合反应12-20min，完成后，取出冷却成型，即形成混合基料；
S3、待S2完成后，将混合基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在320-340摄氏度的温度下熔融剪切、混炼、挤出造粒并在挤出造粒的过程中，将抗氧剂以及防静电剂的混合液均匀喷洒在其外表面，待其完成冷却干燥后，即得到高刚性聚丙烯复合材料。
9.根据权利要求8所述的高刚性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，在S1中的无机填料具体为聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的混合物，且聚氨酯树脂粉、滑石粉、云母粉以及石棉粉的摩尔质量比为3：1：1：0.5。
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