CN110408126A - 一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物及其制法和其复合材料及应用 - Google Patents

一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物及其制法和其复合材料及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物及其复合材料和制法及应用。所述组合物是将非改性蒙脱土悬浮液与抗冲共聚聚丙烯粉料充分混合后干燥得到；组合物中非改性蒙脱土分布在抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒表面上及其颗粒表面的孔隙中。所述抗冲共聚聚丙烯粉料为球形催化剂制备且不含抗氧剂。将所述组合物熔融剪切造粒后得到所获是抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料。复合材料中非改性蒙脱土能够降低抗冲共聚聚丙烯橡胶相粒径，因而使复合材料冲击强度能够提高，并且材料的刚性和耐热性不降低；本发明的组合物及其复合材料制备方法简单，成本低，易于工业化；可应用于汽车内外饰件、家用电器零部件等领域。

Description

一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物及其制法和其复 合材料及应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更进一步说，涉及具有刚韧性能良好的共聚聚丙烯与非改性蒙脱土的复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯虽然具有密度低、耐热性好、刚性和硬度高、加工性好、无毒无味等优点，但是其韧性较差，特别是对缺口较敏感，这些特点限制了聚丙烯在一些领域的应用。聚丙烯增韧改性的方法主要有共混增韧改性和反应器内聚合直接生产增韧聚丙烯两种。共混增韧改性法通常是采用橡胶与聚丙烯熔融共混的方法，即加入未硫化的橡胶或热塑性弹性体对聚丙烯增韧，例如采用乙丙橡胶来增韧聚丙烯，还可引入其他塑料、无机物等组分来制备增韧聚丙烯。共聚法是在聚丙烯的聚合中丙烯与乙烯或1-丁烯等α-烯烃单体进行共聚得到丙烯的嵌段共聚物，来达到增韧聚丙烯的目的。以上两种方式都能够明显提高聚丙烯的韧性，但同时会降低聚丙烯的刚性。
现有技术中的抗冲共聚聚丙烯的韧性与其增韧橡胶相粒径紧密关联。根据S.Wu脆韧转变理论(Wu S.A generalized criterion for rubber toughening:The criticalmatrix ligament thickness[J].Journal of Applied Polymer Science,1988,35(2):549-561.)，对聚丙烯这样的分子链缠结密度较高的塑料，橡胶粒子之间的距离τ是脆韧转变的关键，当τ小于临界基体层厚度τc时，抗冲共聚聚丙烯发生脆韧转变。τc只与基体性质有关，与橡胶体积分数和粒径无关。橡胶粒径越小，基体层厚度越小，则抗冲共聚聚丙烯韧性越高。因此，减小分散相橡胶粒径，是在刚性不降低的情况下，提高抗冲共聚聚丙烯韧性的有效方法。
对于抗冲共聚聚丙烯这样特殊的体系来说，它与传统橡塑共混体系不同。其熔体在剪切场中橡胶粒子不是由大变小，而是由于橡胶相的凝并而由小变大。通常在抗冲共聚聚丙烯体系中加入纳米粒子会破坏橡胶粒子的动态平衡，既阻止橡胶粒子凝并变大，使粒径平衡向分散变小方向移动，也就是使橡胶粒径降低，从而有助于抗冲共聚聚丙烯中的橡胶相粒径在比较小的范围内。
而与球形粒子相比，片状纳米粒子能够更加良好的在熔融共混时阻碍橡胶相凝并，因此片状粒子比如蒙脱土可以成为减小抗冲共聚聚丙烯中橡胶相粒径的理想选择。
但是通常非改性蒙脱土直接与聚丙烯共混很容易产生聚集，不能提高聚丙烯的性能，因此需要将它们进行表面处理然后与聚合物共混，但此类方法主要用来提高聚丙烯的刚性和耐热性，专利CN 102532708A公开了一种蒙脱土改性聚丙烯混合物，利用蒙脱土作为耐热助剂实现了高刚耐热性强的聚丙烯复合材料。专利CN 106566166A公开了一种聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，该方法将蒙脱土进行预处理获得三种层间距不同的蒙脱土，然后将预处理蒙脱土、接枝单体、引发剂与聚丙烯进行熔融共混，获得的复合材料拉伸性能、抗冲击性能、弯曲性能都有所提高，但其制备工艺复杂，所需助剂种类多成本高，不易实现工业化。专利CN 101880421A公开了一直聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料及制备方法，该方法将聚丙烯、有机蒙脱土、有机过氧引发剂以及交联剂、相容剂熔融共混，所得聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料具有高结晶度、韧性以及较好的强度，但复合材料的冲击强度最多提高了58％，且制备复合材料所需助剂较多，提高了产品的成本。
由上可知，由于非改性蒙脱土不能在聚丙烯材料中良好的分散，非改性蒙脱土通常需要有机化处理并配合相容剂才能在聚丙烯材料中较好的分散。上述专利的蒙脱土改性聚丙烯，由于蒙脱土均经历过有机化处理，使得它们能够在聚丙烯基体中较好的分散，即通过化学方式使蒙脱土实现分散。但是这样对蒙脱土进行有机处理，所需助剂较多，提高产品的成本。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本发明提出将非改性蒙脱土提前分散在聚丙烯基体中实现接近有机处理的蒙脱土在聚丙烯基体中的纳米级分散的技术方案，既能够将材料的成本大幅降低，又能得到具有优异刚性及韧性的聚丙烯/蒙脱土复合材料。
本发明目的之一是提供一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物。
本发明所述的一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，包含有抗冲共聚聚丙烯和非改性蒙脱土；其中所述非改性蒙脱土与抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.01：100～20：100，优选0.1：100～10：100，更优选0.1：100～1：100。
所述非改性蒙脱土分布在抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒表面上及其颗粒表面的孔隙中。
所述抗冲共聚聚丙烯为现有技术中使用球形催化剂且不含抗氧剂的的各种抗冲共聚聚丙烯粉料。本发明的抗冲共聚聚丙烯粉料的聚合工艺都是现有技术中已有的。通常现有技术中的聚丙烯树脂原料都含有一定的抗氧剂，抗氧剂是在聚合反应后得到的聚丙烯粉料熔融挤出造粒的时候加入的。本发明的聚丙烯粉料选用聚合得到的还未熔融挤出造粒的抗冲共聚聚丙烯粉料，此时的粉料是不含抗氧剂的。
所述抗冲共聚聚丙烯必须为使用球形催化剂聚合得到的，是因为只有球形催化剂聚合得到的抗冲共聚聚丙烯粉料的颗粒粒子表面具有很多孔隙，孔隙还能延伸至内部，其颗粒内部是微孔结构；从而使得聚丙烯粉料的颗粒具有很大的比表面积，与蒙脱土接触的面积大。
现有技术中还可以用粉末形催化剂制备抗冲共聚聚丙烯，其制备出的抗冲共聚聚丙烯粉料的颗粒为非球形的细小颗粒，其颗粒为实心且表面没有孔隙，比表面小，蒙脱土是无法实现良好的分散。
具体来说本发明所述的抗冲共聚聚丙烯是由两步法生产，首先在第一步反应中制备均聚聚丙烯，然后在第二个反应器中制备乙烯或α-烯烃(除丙烯)单体含量较高的共聚物，因此聚合得到的抗冲共聚聚丙烯的橡胶相分布在均聚聚丙烯粉料中开孔孔隙的表面。所述抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒表面的孔隙尺寸在100nm～500μm，优选500nm～50μm。
本发明所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物中，其抗冲共聚聚丙烯除丙烯均聚物外还包含橡胶相，所述橡胶相是由丙烯与其他共聚单体合成的丙烯共聚物，其他共聚单体为乙烯或α-烯烃中的至少一种；优选乙烯、C4α-烯烃、C5α-烯烃、C6α-烯烃至C8α-烯烃中的至少一种，更优选自乙烯、1-丁烯、1-庚烯，1-己烯和1-辛烯中的至少一种，再更优选乙烯和C4α-烯烃，最优选乙烯和1-丁烯，最最优选为乙烯。所述丙烯共聚物中与丙烯共聚的其他共聚单体可包含上述其他共聚单体的混合物，也可以是其中的一种，优选仅为一种；在最优选的实施方案中，所述抗冲共聚聚丙烯其橡胶相仅含丙烯和乙烯。
本发明所述的抗冲共聚聚丙烯粉料中所述的其他共聚单体，即乙烯和/或α-烯烃，其含量(质量百分含量)为8～30％wt，优选8～15％wt，更优选12～15％wt。
本发明的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物其所述所述非改性蒙脱土可为现有技术中已有的各种没经过改性的蒙脱土。
所述的非改性蒙脱土优选自钠基非改性蒙脱土、钙基非改性蒙脱土、镁基非改性蒙脱土、酸性钙基非改性蒙脱土、铝基非改性蒙脱土、钠钙基非改性蒙脱土、钙钠基非改性蒙脱土、钠镁基非改性蒙脱土、镁钠基非改性蒙脱土、钠铝基非改性蒙脱土、铝钠基非改性蒙脱土、镁钙基非改性蒙脱土、钙镁基非改性蒙脱土、钙铝基非改性蒙脱土、铝钙基非改性蒙脱土、镁铝基非改性蒙脱土、铝镁基非改性蒙脱土、钙镁铝基非改性蒙脱土、镁钙铝基非改性蒙脱土、钠镁钙基非改性蒙脱土、钙镁钠基非改性蒙脱土中的一种或几种。
本发明目的之二是提供所述抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物的制备方法。
本发明通过包括将将所述非改性蒙脱土悬浮液与所述抗冲共聚聚丙烯粉料充分混合后干燥在内的步骤得到抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物的；所述的充分混合优选在在真空条件下进行。
本发明所述的制备方法具体包括以下步骤：
步骤a：按所需量的所述非改性蒙脱土与溶剂充分混合，使得非改性蒙脱土在溶剂中分散均匀直至形成稳定悬浮液；所述溶剂为有机溶剂和水中的至少一种；所述非改性蒙脱土和溶剂重量比范围为0.01:99.99～20:80，优选3:97～7:93，更优选4:96～6:94。
步骤b：将步骤a中的非改性蒙脱土液体悬浮液加入到抗冲共聚聚丙烯粉料中充分混合。
步骤c：将步骤b所得的混合物进行干燥得到所述抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物。
进一步的，
本发明的制备方法所述步骤a中：
所述的非改性蒙脱土与溶剂进行充分混合，其目的是将蒙脱土的片层在溶剂中进行充分剥离和分散得到静置不分层不沉淀的稳定悬浮液。所述的混合手段可采用现有技术中各种混合手段，比如搅拌方式、超声方式等。优选使用超声方式混合。所用设备可以是现有技术中各种超声装置。
所述的稳定悬浮液，是指静置时间为0～10天，悬浮液都不分层不沉淀。
所述的溶剂，优选包括醇、酮、酯、水中的至少一种，更优选水。
本发明的制备方法所述步骤b中：
所述的非改性蒙脱土悬浮液与抗冲共聚聚丙烯粉料的充分混合充分，优选在真空条件下进行。因为真空能够抽取微米级孔隙中的空气，这样可以使得更多的蒙脱土进入孔隙并附着在孔隙表面。
所述步骤b的充分混合也可以采用现有技术中的各种混合手段，比如搅拌混合、超声混合等。本发明方法步骤b优选采用搅拌进行，采用搅拌装置为现有技术中通常的搅拌装置。所述搅拌装置可为磁力搅拌和机械搅拌等常规搅拌装置。
本发明的制备方法所述步骤c中：
所述的干燥处理方式为现有技术中常规干燥方法，如鼓风干燥(加热或不加热)、常温干燥等。干燥的温度没有特别限定，不导致聚丙烯降解的温度即可，通常可以限定干燥上限温度为100℃。
本发明的制备方法将所述非改性蒙脱土悬浮液与所述抗冲共聚聚丙烯粉料充分混合，尤其是在真空搅拌的情况下，使得非改性蒙脱土能够均匀分散在抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒的表面及其表面的孔隙中；干燥后得到的组合物形成具有所述非改性蒙脱土分布在抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒表面上及其颗粒表面的孔隙中的微观状态。
这种微观状态采用现有技术中的各种微观观测手段均可以观测出来，本发明的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物中，非改性蒙脱土分布在抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒表面上及其颗粒表面的孔隙中。尤其是非改性蒙脱土至少能以微米级尺寸分布，部分甚至能够以纳米级尺寸分布。
本发明目的之三是提供一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料。
本发明所述一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料是通过将包括本发明所述抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物在内的组分，在足够剪切力下进行各种熔融剪切造粒得到的。
本发明目的之四是提供所述抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料的制备方法，具体包括上述的制备所述本发明抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物的方法后面，再进行以下步骤：
步骤d：将所述步骤c得到的干燥的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物在熔融状态下进行剪切造粒，制得抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料。
本发明的一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料的制备方法，其中所述熔融共混是将抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土粉料通过常用的橡塑熔融共混设备。包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机中的至少一种。
在制备过程中，物料的共混温度即抗冲共聚聚丙烯树脂的通常加工温度，在既保证抗冲共聚聚丙烯树脂完全熔融又不会使其分解的范围内选择。此外，根据加工需要，可在抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土粉料中适量加入聚丙烯的常规助剂，比如抗氧剂、增塑剂等等。所用的物料混合设备选自现有技术中的高速搅拌机，捏合机等机械混合设备。
本发明的目的之五是提供一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料的应用。具体比如所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物、或者其抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料，或者所述的组合物、所述的复合材料与其他聚合物熔融共混等手段复合得到的复合材料，在生产汽车内外饰件、家用电器零部件的应用。
本发明的一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物的微观形态和增韧机理是：所述组分a的抗冲共聚聚丙烯为基体，所述组分b的非改性蒙脱土为改性剂。本发明所述的抗冲共聚聚丙烯粉料的特殊结构，即在粉料颗粒的表面具有大量孔隙，孔隙的表面存在粒径很小的橡胶粒子，橡胶粒子的尺寸一般小于10纳米。将所述非改性蒙脱土在抗冲共聚聚丙烯粉料表面和孔隙分散，可以覆盖在橡胶相表面，在熔融共混过程中会起到阻碍橡胶相粒子凝并的作用，进而降低抗冲共聚聚丙烯的橡胶相粒径并提高材料韧性。在基体中良好分散的非改性蒙脱土还能够起到聚丙烯结晶成核剂的作用，会提高抗冲共聚聚丙烯的刚性和耐热性，即弯曲模量和热变形温度均会有所提高。这种改性抗冲共聚聚丙烯的韧性会得到提高，优选韧性提高幅度大于20％，更优选提高幅度大于100％。
本发明提出一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物及其复合材料可以在不降低抗冲共聚聚丙烯刚性和耐热性的情况下其韧性得到大幅度提高。本发明制备工艺简单，易操作，成本低，易于工业化。
附图说明
图1为本发明制备方法中实施例4的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物中钠基非改性蒙脱土在抗冲共聚聚丙烯粉料中填充后的扫描电镜照片。
图2为图1扫描电镜照片中的方框部分的局部放大图，可以清楚地看出钠基非改性蒙脱土能够在抗冲共聚聚丙烯粉料孔隙中分散。
图3为本发明制备方法中实施例4的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料的透射电镜照片。可以看出钠基非改性蒙脱土在抗冲共聚聚丙烯中能够分散并阻碍蒙脱土周围的橡胶相聚并，从而能够降低抗冲共聚聚丙烯橡胶相粒径而使其韧性大幅提高。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。但本发明不受这些实施例的限制。
实施例中的实验数据使用以下仪器及测定方法测定：
(1)悬臂梁缺口冲击强度测试按照GB/T 1843-2008进行测定。
(2)弯曲性能测试按照GB/T 9341-2008进行测定。
(3)热变形温度测试按照GB/T 1634.2-2004进行测定。
(4)橡胶相平均粒径测定：采用放大8000倍的实施例或对比例中抗冲共聚聚丙烯及其复合材料的扫描电镜(SEM)照片数张，样本采集数量为500(即在所述扫描电镜照片中收集500个橡胶相粒径数据)，使用Nano Measurer 1.2粒径分布计算软件进行粒径统计，，取粒径算术平均值作为平均粒径最终结果。
实施例所用原料均为市售而得。
实施例1：
将钠基非改性蒙脱土(河北张家口清河化工厂)和去离子水以重量比7:93超声混合至充分混合，得到静置10天观察不分层不沉淀的非改性蒙脱土水悬浮液；然后按照钠基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯(SP179，齐鲁石化，总乙烯含量13％wt，孔隙尺寸500nm～50μm)重量比0.3:100量取钠基非改性蒙脱土水溶液；在真空搅拌装置中首先将抗冲共聚聚丙烯放入三口瓶中，真空下搅拌5分钟，待容器真空度达标后将钠基蒙脱土缓慢添加到抗冲共聚聚丙烯中，添加完毕继续搅拌5分钟，关闭真空搅拌装置；将上述抗冲共聚聚丙烯粉料/钠基非改性蒙脱土混合物倒入托盘在鼓风干燥烘箱中80℃下干燥2小时取出，得到抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土组合物的粉料。然后将抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土组合物粉料在双螺杆挤出机(HAAKETMRheomix)中挤出造粒得到抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土复合材料；挤出机各段温度分别为：195℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃(机头温度)。然后按照GB标准注射样条，测试结果显示纯原料抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为20.1kJ/m2，冲击强度提高30.5％，其他力学测试结果列于表1。
实施例2：
除钠基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.5:100，其余均与实施例1相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为23.4kJ/m2，冲击强度提高51.9％，其他力学测试结果列于表1。
实施例3：
除钠基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.7:100，其余均与实施例1相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为27.1kJ/m2，冲击强度提高76.0％，其他力学测试结果列于表1。
实施例4：
除钠基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为1.0:100，其余均与实施例1相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为30.6kJ/m2，冲击强度提高98.7％，其他力学测试结果列于表1。
将所得抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物进行扫描电镜观测，所得扫描电镜照片见附图1。附图2为附图1扫描电镜照片的局部放大图，可以清楚地看出钠基非改性蒙脱土能够在抗冲共聚聚丙烯粉料孔隙中分散。
将所得抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料的做透射电镜观测，所得透射电镜照片见附图3。可以看出图3中未被蒙脱土片隔开的橡胶相尺寸在1μm，隔开的橡胶相粒径会明显降低；说明钠基非改性蒙脱土在抗冲共聚聚丙烯中能够均匀分散并阻碍蒙脱土周围的橡胶相聚并，从而能够降低抗冲共聚聚丙烯橡胶相粒径而使其韧性大幅提高。
实施例5：
将锂基非改性蒙脱土(NANOCOR公司)和去离子水以重量比6:94超声混合至充分混合，得到静置10天观察不分层不沉淀的非改性蒙脱土水悬浮液；然后按照锂基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯(M30RH，镇海炼化，总乙烯含量12％wt，孔隙尺寸：500nm～50μm)重量比0.3:100量取锂基非改性蒙脱土水溶液；在真空搅拌装置中首先将抗冲共聚聚丙烯放入三口瓶中，真空下搅拌5分钟，待容器真空度达标后将锂基蒙脱土缓慢添加到抗冲共聚聚丙烯中，添加完毕继续搅拌5分钟，关闭真空搅拌装置；将上述抗冲共聚聚丙烯粉料/锂基非改性蒙脱土混合物倒入托盘在鼓风干燥烘箱中80℃下干燥2小时取出，得到抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土组合物的粉料。然后将抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土组合物粉料在双螺杆挤出机(HAAKETMRheomix)中挤出造粒得到抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土复合材料；挤出机各段温度分别为：195℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃(机头温度)。然后按照GB标准注射样条，测试结果显示纯原料抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为6.5kJ/m2，冲击强度提高32.7％，其他力学测试结果列于表1。
实施例6：
除锂基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.5:100，其余均与实施例5相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为7.5kJ/m2，冲击强度提高53.1％，其他力学测试结果列于表1。
实施例7：
除锂基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.7:100，其余均与实施例5相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为8.5kJ/m2，冲击强度提高73.5％，其他力学测试结果列于表1。
实施例8：
除锂基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为1:100，其余均与实施例5相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为10.0kJ/m2，冲击强度提高104.1％，其他力学测试结果列于表1。
对比例1：
将钠基非改性蒙脱土(同实施例1)和抗冲共聚聚丙烯粉料(同实施例1)以重量比0.3:100使用高速搅拌机进行预混，然后将预混料在双螺杆挤出机(HAAKETMRheomix)中挤出造粒，挤出机各段温度分别为：195℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃(机头温度)，然后按照GB标准注射样条，测试结果显示纯原料抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为17.4kJ/m2，冲击强度提高13％，其他力学测试结果列于表1。
对比例2：
除钠基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.5:100，其余均与对比例1相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为15.6kJ/m2，冲击强度提高仅1％，其他力学测试结果列于表1。
对比例3：
除纯钠基蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.7:100，其余均与对比例1相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为13.1kJ/m2，冲击强度降低14.9％，其他力学测试结果列于表1。
对比例4：
除钠基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为1.0:100，其余均与对比例1相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为11.4kJ/m2，冲击强度降低25.9％，其他力学测试结果列于表1。
对比例5：
将有机蒙脱土(NANOCOR公司，型号：1.44P)和抗冲共聚聚丙烯粉料(SP179，齐鲁石化，总乙烯含量13％wt，孔隙尺寸：500nm～50μm)以重量比0.3:100使用高速搅拌机进行预混，然后将预混料在双螺杆挤出机(HAAKETMRheomix)中挤出造粒，挤出机各段温度分别为：195℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃(机头温度)，然后按照GB标准注射样条，测试结果显示纯原料抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料冲击强度为16.5kJ/m2，冲击强度提高5.8％，其他力学测试结果列于表1。
对比例6：
除有机蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.5:100，其余均与对比例5相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为15.4kJ/m2，冲击强度没有提高，其他力学测试结果列于表1。
对比例7：
除有机蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.7:100，其余均与对比例5相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为14.1kJ/m2，冲击强度下降8.4％，其他力学测试结果列于表1。
对比例8：
除有机蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为1.0:100，其余均与对比例5相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为15.4kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为12.3kJ/m2，冲击强度下降20.1％，其他力学测试结果列于表1。
对比例9：
将锂基非改性蒙脱土(同实施例5)和抗冲共聚聚丙烯粉料(同实施例5)以重量比0.3:100使用高速搅拌机进行预混，然后将预混料在双螺杆挤出机(HAAKETMRheomix)中挤出造粒，挤出机各段温度分别为：195℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃(机头温度)，然后按照GB标准注射样条，测试结果显示纯原料抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为5.1kJ/m2，冲击强度提高4.1％，其他力学测试结果列于表1。
对比例10：
除锂基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.5:100，其余均与对比例9相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为4.7kJ/m2，冲击强度降低4.1％，其他力学测试结果列于表1。
对比例11：
除锂基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.7:100，其余均与对比例9相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为4.1kJ/m2，冲击强度降低16.3％，其他力学测试结果列于表1。
对比例12：
除锂基非改性蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为1:100，其余均与对比例9相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/锂基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为3.5kJ/m2，冲击强度降低28.6％，其他力学测试结果列于表1。
对比例13：
将有机蒙脱土(NANOCOR公司，型号：1.44P)和抗冲共聚聚丙烯粉料(M30RH，镇海炼化，总乙烯含量12％wt，孔隙尺寸：500nm～50μm)以重量比0.3:100使用高速搅拌机进行预混，然后将预混料在双螺杆挤出机(HAAKETMRheomix)中挤出造粒，挤出机各段温度分别为：195℃、205℃、210℃、210℃、210℃、210℃(机头温度)，然后按照GB标准注射样条，测试结果显示纯原料抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料冲击强度为5.1kJ/m2，冲击强度提高4.1％，其他力学测试结果列于表1。
对比例14：
除有机蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.5:100，其余均与对比例13相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为4.8kJ/m2，冲击强度降低2.0％，其他力学测试结果列于表1。
对比例15：
除有机蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.7:100，其余均与对比例13相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为4.0kJ/m2，冲击强度下降18.3％，其他力学测试结果列于表1。
对比例16：
除有机蒙脱土和抗冲共聚聚丙烯的重量比为1.0:100，其余均与对比例13相同，测试结果显示纯抗冲共聚聚丙烯冲击强度为4.9kJ/m2，抗冲共聚聚丙烯/钠基非改性蒙脱土纳米复合材料冲击强度为3.6kJ/m2，冲击强度下降26.5％，其他力学测试结果列于表1。
表1

Claims (14)

1.一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，包含有抗冲共聚聚丙烯和非改性蒙脱土；其中所述非改性蒙脱土与抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.01:100～20:100，优选0.1:100～10:100，更优选0.1:100～1:100；
所述抗冲共聚聚丙烯为使用球形催化剂且不含抗氧剂的抗冲共聚聚丙烯粉料；
所述非改性蒙脱土分布在抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒表面上及其颗粒表面的孔隙中。
2.根据权利要求1所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，其特征在于抗冲共聚聚丙烯粉料颗粒表面的孔隙尺寸在100nm～500μm，优选500nm～50μm。
3.根据权利要求1所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，其特征在于抗冲共聚聚丙烯中除丙烯均聚物外还包含橡胶相，所述橡胶相是由丙烯与其他共聚单体合成的丙烯共聚物，其他共聚单体为乙烯或α-烯烃中的至少一种；优选乙烯、C4α-烯烃、C5α-烯烃、C6α-烯烃至C8α-烯烃中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，其特征在于抗冲共聚聚丙烯粉料的乙烯和/或α-烯烃含量为8～30％wt，优选8～15％，更优选12～15％。
5.根据权利要求1所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，其特征在于，所述的非改性蒙脱土选自钠基非改性蒙脱土、钙基非改性蒙脱土、镁基非改性蒙脱土、酸性钙基非改性蒙脱土、铝基非改性蒙脱土、钠钙基非改性蒙脱土、钙钠基非改性蒙脱土、钠镁基非改性蒙脱土、镁钠基非改性蒙脱土、钠铝基非改性蒙脱土、铝钠基非改性蒙脱土、镁钙基非改性蒙脱土、钙镁基非改性蒙脱土、钙铝基非改性蒙脱土、铝钙基非改性蒙脱土、镁铝基非改性蒙脱土、铝镁基非改性蒙脱土、钙镁铝基非改性蒙脱土、镁钙铝基非改性蒙脱土、钠镁钙基非改性蒙脱土、钙镁钠基非改性蒙脱土中的一种或几种。
6.根据权利要求1～5之任一项所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，其特征在于，将所述非改性蒙脱土悬浮液与所述抗冲共聚聚丙烯粉料充分混合后干燥得到。
7.根据权利要求1～6所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤a：按所需量的所述非改性蒙脱土与溶剂充分混合，使得非改性蒙脱土在溶剂中分散均匀直至形成稳定悬浮液；所述非改性蒙脱土和溶剂重量比范围为0.01:99.99～20:80，优选3:97～7:93；所述溶剂为水和有机溶剂中的至少一种；
步骤b：将步骤a中的非改性蒙脱土悬浮液加入到抗冲共聚聚丙烯粉料中充分混合；
步骤c：将步骤b所得的混合物进行干燥得到所述抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述步骤a中将所述非改性蒙脱土与溶剂使用超声方式进行充分混合。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于其中所述步骤a中的溶剂包括醇、酮、酯、水中的至少一种，优选水。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于其中所述步骤b中非改性蒙脱土悬浮液与抗冲共聚聚丙烯粉料的混合是在真空条件下进行。
11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于其中所述步骤b中非改性蒙脱土悬浮液与抗冲共聚聚丙烯粉料的混合采用搅拌或超声方式进行。
12.一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料，包括根据权利要求1-6之任一项所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物在内的组分通过熔融剪切造粒而制得；所述非改性蒙脱土与抗冲共聚聚丙烯的重量比为0.01:100～20:100。
13.根据权利要求12所述的一种抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料的制备方法，其特征在于根据权利要求7-11之任一项所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物的制备方法步骤之后，包括步骤d：
将步骤c得到的干燥的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物在熔融状态下剪切造粒，制得抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料。
14.根据权利要求1-6任一项所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土组合物，或根据权利要求12所述的抗冲共聚聚丙烯/非改性蒙脱土复合材料，或者所述组合物或复合材料与其他聚合物复合，在生产汽车内外饰件、家用电器零部件的应用。
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