CN109422955A - 一种高强度聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents

一种高强度聚丙烯材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109422955A
CN109422955A CN201710759482.2A CN201710759482A CN109422955A CN 109422955 A CN109422955 A CN 109422955A CN 201710759482 A CN201710759482 A CN 201710759482A CN 109422955 A CN109422955 A CN 109422955A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
silicon carbide
polypropylene material
carbide whisker
polypropylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710759482.2A
Other languages
English (en)
Inventor
杨桂生
计娉婷
朱敏
廖雄兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Genius New Materials Co Ltd
Original Assignee
Hefei Genius New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Genius New Materials Co Ltd filed Critical Hefei Genius New Materials Co Ltd
Priority to CN201710759482.2A priority Critical patent/CN109422955A/zh
Publication of CN109422955A publication Critical patent/CN109422955A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/04—Ingredients characterised by their shape and organic or inorganic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/22—Compounds containing nitrogen bound to another nitrogen atom
    • C08K5/23—Azo-compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/10—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/004—Additives being defined by their length

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

一种高强度聚丙烯材料，其组成按重量份包括：聚丙烯72‑94.3份，碳化硅晶须5‑30份，偶氮二异丁腈0.5‑4份，抗氧剂及加工助剂0.2‑4份；其制备方法是将各组分混合均匀后介入螺杆挤出机中进行熔融共混反应并挤出造粒即得。本发明用碳化硅晶须作为填料，碳化硅晶须是有一定长径比的单晶纤维，它具有相当好的抗高温性能和很高的强度。偶氮二异丁氰可增强碳化硅晶须和聚丙烯基体的界面结合度，增加两者的相容性，从而实现聚丙烯复合物的高性能化，制备得到的聚丙烯材料具有极高的强度，可应用于对刚性、热性能要求较高的部位，大大地扩展了聚丙烯材料的应用领域。

Description

一种高强度聚丙烯材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高强度聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯由于其质轻、价廉、刚韧性能优异，是目前通用的五大工程塑料之一，在化工、建筑、汽车、家电等领域具有广泛的应用。但随着在动力、军工等要求较高的领域，聚丙烯由于其强度有限，目前应用较少。
碳化硅晶须为立方晶须，和金刚石同属于一种晶型，是目前已经合成出的晶须中硬度最高、模量最大、抗拉伸强度最大、耐热温度最高的晶须产品，分为α型和β型两种形式，其中β型性能优于α型并具有更高的硬度(莫氏硬度达9.5以上)，更好的韧性和导电性能，抗磨、耐高温，特别耐地震、耐腐蚀、耐辐射，已经在飞机、导弹的外壳上以及发动机、高温涡轮转子、特种部件上得到应用。
但碳化硅晶须由于分散性，以及与聚丙烯结合性不佳，很少用于改性聚丙烯领域。本发明首次提出用碳化硅晶须作为增强填料，用偶氮二异丁腈作为界面改性剂和分散剂，改性聚丙烯材料，通过熔融共混的方法，制备出的聚丙烯复合材料具有很高的刚性，可应用于军工、结构件中，极大地扩展了材料的应用领域。
发明内容：
为解决上述现有技术的不足，本发明的首要目的在于提供一种高强度聚丙烯材料和制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种高强度聚丙烯材料，按重量份数计，包含以下组分：
聚丙烯72-94.3份；
碳化硅晶须5-30份；
偶氮二异丁腈0.5-4份；
抗氧剂及加工助剂0.2-4份。
优选地，所述聚丙烯包括共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的一种或两种的混合物，其熔融指数范围为0.1-100g/10min。
优选地，所述碳化硅晶须为长度100-600nm，直径10-100μm，CAS号为409-21-2，有效含量大于80％的无机矿物粉体材料。
优选地，所述抗氧剂为1010或168中的一种或两种混合物；加工助剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。
制备所述的一种高强度聚丙烯材料的方法，包括以下步骤：
a.将聚丙烯、碳化硅晶须、偶氮二异丁腈、抗氧剂及加工助剂按配比加入到混合设备中，混合均匀；
b.将上述混合物用加工设备螺杆挤出机在190℃-230℃条件下熔融挤出，转速为50-400转/min；
c.挤出物经水冷却、切粒，即得到高强度聚丙烯材料。
本发明的有益效果在于：
1.碳化硅晶须作为增强填料，偶氮二异丁腈作为界面改性剂，首次提出用于聚丙烯增强改性技术中。
2.碳化硅晶须本身具有很好的强度和硬度，使得改性后的聚丙烯复合材料具有极高的刚性，大大扩展了聚丙烯材料的应用领域。
3.本发明改性聚丙烯的方法为传统的双螺杆熔融共混，操作简单，适合大规模工业化生产。
4.偶氮二异丁腈在碳化硅晶须表面形成C-R(R＝C(CH3)2COO–)键，以减少表面能，提高晶须材料的分散性，增加与聚丙烯基体的结合能力。
具体实施方式：
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实例为本发明较佳的实施方式，但并不受下述实施例的限制。
实施例1：
80重量份熔融指数为30g/10min的共聚聚丙烯、17.2重量份平均长度为400nm、直径为50μm的碳化硅晶须，2重量份偶氮二异丁腈，0.2重量份1010、0.2重量份168、0.2重量份硬脂酸钙。
其制备工艺如下：
将上述各成分均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中，挤出机的温度设定为190℃-210℃，转速为200rpm；挤出物经水冷却，切粒，即得到高强度聚丙烯材料。其力学性能如表1。
实施例2：
75重量份熔融指数为60g/10min的均聚聚丙烯、20.3重量份平均长度为300nm、直径为20μm的碳化硅晶须，3重量份偶氮二异丁腈，0.5重量份1010、0.4重量份168、0.8重量份硬脂酸锌。
其制备工艺如下：
将上述各成分均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中，挤出机的温度设定为200℃-220℃，转速为300rpm；挤出物经水冷却，切粒，即得到高强度聚丙烯材料。其力学性能如表1。
实施例3：
40重量份熔融指数为20g/10min的共聚聚丙烯、50重量份熔指为80g/10min的均聚聚丙烯、5.3重量份平均长度为500nm、直径为60μm的碳化硅晶须，3重量份偶氮二异丁腈，0.5重量份1010、0.4重量份168、0.8重量份硬脂酸锌。
其制备工艺如下：
将上述各成分均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中，挤出机的温度设定为210℃-230℃，转速为300rpm；挤出物经水冷却，切粒，即得到高强度聚丙烯材料。其力学性能如表1。
实施例4：
72重量份熔融指数为0.1g/10min的共聚聚丙烯、30重量份平均长度为100nm、直径为10μm的碳化硅晶须，0.5重量份偶氮二异丁腈，0.1重量份1010、0.1重量份硬脂酸锌。
其制备工艺如下：
将上述各成分均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中，挤出机的温度设定为190℃-230℃，转速为50rpm；挤出物经水冷却，切粒，即得到高强度聚丙烯材料。其力学性能如表1。
实施例5：
94.3重量份熔融指数为100g/10min的均聚聚丙烯、5重量份平均长度为600nm、直径为100μm的碳化硅晶须，4重量份偶氮二异丁腈，2重量份1010、1重量份168、1重量份硬脂酸锌。
其制备工艺如下：
将上述各成分均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中，挤出机的温度设定为190℃-230℃，转速为400rpm；挤出物经水冷却，切粒，即得到高强度聚丙烯材料。其力学性能如表1。
对比例1：
78重量份熔融指数为40g/10min的均聚聚丙烯、20重量份滑石粉，0.5重量份1010、0.5重量份168、1重量份硬脂酸锌。
其制备工艺如下：
将上述各成分均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中，挤出机的温度设定为190℃-230℃，转速为400rpm；挤出物经水冷却，切粒，即得到聚丙烯复合材料。其力学性能如表1。
对比例2：
73重量份熔融指数为40g/10min的均聚聚丙烯、20重量份玻纤，5重量份聚丙烯接枝马来酸酐，0.5重量份1010、0.5重量份168、1重量份硬脂酸锌。
其制备工艺如下：
将上述各成分均匀混合后，加入到双螺杆挤出机中，挤出机的温度设定为190℃-230℃，转速为400rpm；挤出物经水冷却，切粒，即得到聚丙烯复合材料。其力学性能如表1。
表1 本发明各实施例按照ISO标准测试力学性能参数
从上表中可看出，本发明制备的高强度聚丙烯材料相比于传统的滑石粉、玻纤增强改性材料具有优异的刚性和冲击性能。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高强度聚丙烯材料，其特征在于，按重量份数计，包含以下组分：
聚丙烯72-94.3份；
碳化硅晶须5-30份；
偶氮二异丁腈0.5-4份；
抗氧剂及加工助剂0.2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度聚丙烯材料，其特征在于：所述聚丙烯包括共聚聚丙烯和均聚聚丙烯中的一种或两种的混合物，其熔融指数范围为0.1-100g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种高强度聚丙烯材料，其特征在于：所述碳化硅晶须为长度100-600nm，直径10-100μm，CAS号为409-21-2，有效含量大于80%的无机矿物粉体材料。
4.根据权利要求1所述的一种高强度聚丙烯材料，其特征在于：所述抗氧剂为1010或168中的一种或两种混合物；加工助剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。
5.制备权利要求1所述的一种高强度聚丙烯材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.将聚丙烯、碳化硅晶须、偶氮二异丁腈、抗氧剂及加工助剂按配比加入到混合设备中，混合均匀；
b．将上述混合物用加工设备螺杆挤出机在190℃-230℃条件下熔融挤出，转速为50-400转/min；
c. 挤出物经水冷却、切粒，即得到高强度聚丙烯材料。
CN201710759482.2A 2017-08-29 2017-08-29 一种高强度聚丙烯材料及其制备方法 Withdrawn CN109422955A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710759482.2A CN109422955A (zh) 2017-08-29 2017-08-29 一种高强度聚丙烯材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710759482.2A CN109422955A (zh) 2017-08-29 2017-08-29 一种高强度聚丙烯材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109422955A true CN109422955A (zh) 2019-03-05

Family

ID=65503692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710759482.2A Withdrawn CN109422955A (zh) 2017-08-29 2017-08-29 一种高强度聚丙烯材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109422955A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114497896A (zh) * 2022-04-14 2022-05-13 宁波长阳科技股份有限公司 一种高强度三层共挤锂离子电池隔膜及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020775A (zh) * 2007-03-15 2007-08-22 复旦大学 高强高韧聚丙烯改性材料
CN102070842A (zh) * 2010-12-30 2011-05-25 金发科技股份有限公司 一种高耐热低密度高性能车用聚丙烯组合物及其制备方法
CN102492217A (zh) * 2011-11-29 2012-06-13 天津军星管业集团有限公司 晶须改性β晶型聚丙烯(JXβPP)
CN103665544A (zh) * 2013-11-20 2014-03-26 天津金发新材料有限公司 一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物及其制备方法
CN103865168A (zh) * 2012-12-13 2014-06-18 上海金发科技发展有限公司 一种汽车部件用复合增强改性聚丙烯组合物及其制备方法
CN104497422A (zh) * 2014-11-26 2015-04-08 上海邦中新材料有限公司 一种用于增强ppr管尺寸稳定性的组合物及其制备方法
CN105670119A (zh) * 2016-03-21 2016-06-15 苏州越湖海绵复合厂 一种耐磨弹性鞋材及其制备方法
CN106912401A (zh) * 2017-02-21 2017-07-04 台州市黄岩翩翩宠物用品厂（普通合伙） 一种喂食器及其加工工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020775A (zh) * 2007-03-15 2007-08-22 复旦大学 高强高韧聚丙烯改性材料
CN102070842A (zh) * 2010-12-30 2011-05-25 金发科技股份有限公司 一种高耐热低密度高性能车用聚丙烯组合物及其制备方法
CN102492217A (zh) * 2011-11-29 2012-06-13 天津军星管业集团有限公司 晶须改性β晶型聚丙烯(JXβPP)
CN103865168A (zh) * 2012-12-13 2014-06-18 上海金发科技发展有限公司 一种汽车部件用复合增强改性聚丙烯组合物及其制备方法
CN103665544A (zh) * 2013-11-20 2014-03-26 天津金发新材料有限公司 一种各向同性低线性膨胀系数聚丙烯组合物及其制备方法
CN104497422A (zh) * 2014-11-26 2015-04-08 上海邦中新材料有限公司 一种用于增强ppr管尺寸稳定性的组合物及其制备方法
CN105670119A (zh) * 2016-03-21 2016-06-15 苏州越湖海绵复合厂 一种耐磨弹性鞋材及其制备方法
CN106912401A (zh) * 2017-02-21 2017-07-04 台州市黄岩翩翩宠物用品厂（普通合伙） 一种喂食器及其加工工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李广宇 等: "《胶黏剂原材料手册》", 31 August 2004, 国防工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114497896A (zh) * 2022-04-14 2022-05-13 宁波长阳科技股份有限公司 一种高强度三层共挤锂离子电池隔膜及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101463156B (zh) 一种超高分子量聚乙烯材料及其制备方法
CN102993556B (zh) 聚丙烯复合物、其制备方法及其应用
CN104151706A (zh) 一种聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103289162B (zh) 一种抗水树型聚烯烃电缆料及其制备方法
CN102061027B (zh) 纳米蒙脱土滑石粉滚塑级交联聚乙烯复合材料及制备方法
CN108164820A (zh) 一种植物纤维/pp复合材料及其制备方法
CN104592450B (zh) 纳米粒子、马来酸酐复合接枝的聚烯烃弹性体及其制备
CN101698728B (zh) 光亮型可注塑木塑复合材料及制备方法
CN102585341B (zh) 防辐射乙烯-醋酸乙烯酯共聚物复合材料的制备方法
CN108929487A (zh) 一种导热电磁屏蔽聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103992561A (zh) 一种聚烯烃母料制备管件的方法
CN111978644B (zh) 一种聚丙烯透气膜及其制备方法
CN106479057A (zh) 一种低密度高强度改性聚丙烯材料及生产方法
CN104910539A (zh) 高抗冲白色家电abs复合材料及其制备方法
CN103804940A (zh) 一种植物纤维的大气压冷等离子体改性方法及其在木塑复合材料中的应用
CN109456563A (zh) 一种uhmwpe合金增容增韧改性聚丙烯波纹管专用料及其制备方法
CN108047581B (zh) 一种高强度的石墨聚苯板及其制备方法
CN104356585A (zh) 高性能连续碳纤维增强abs复合材料及其制备方法
CN104987681B (zh) 一种无机填料协同增韧聚乳酸混杂材料及其制备方法
CN109422955A (zh) 一种高强度聚丙烯材料及其制备方法
CN106832698A (zh) 一种氯化聚氯乙烯管材组合物及管材制备方法
CN106496765B (zh) 一种轻质高比强度改性聚丙烯材料及其制备方法
CN106046715A (zh) 一种用于nmt技术的聚酯工程塑料及其制备方法
CN109575446A (zh) 一种高性能聚丙烯材料及其制备方法
CN107163397A (zh) 导电性聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190305