CN112898675A - 一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料及其制备方法，具有以下质量分的组分：聚丙烯树脂35～75份，5～10μm硫酸钙晶须15～25份，玻璃纤维5～35份，弹性体5～10份，PP‑G‑MAH3～8份，抗氧剂0.2～1份，颜料0.2～2份、润滑剂0.2～2.0份。本发明使用5～10μm硫酸钙晶须部分替代玻璃纤维加入至聚丙烯复合材料的制作中，用它作为聚丙烯复合材料的增强组元，不但提高了材料的强度，也使得它在这些材料破裂过程中能够有效抑制裂纹扩展，而且纤维状物质能够吸收冲击能量，从而起到缓冲作用，达到增韧的效果。制作的聚丙烯复合材料收缩率降低明显，产品的尺寸稳定性明显提高，而且增加产品光泽度和表面耐刮擦性。
Description
技术领域
本发明涉及一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯，简称PP,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polyprolene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。
一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95％，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。共聚物型的PP材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的熔体质量流动速率(MFR)通常在1～100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。
随着人们生活水平的提高，人们对材料的要求特别是产品的要求非常高，尤其是家电领域。PP以耐高温，成本低，环保而广泛应用在家电行业，但是由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6～2.0％，这严重影响产品的成型，而且家电产品外观要求光泽度高，表面需要耐刮擦，PP很难满足。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料及其制备方法,使用硫酸钙晶须对PP改性后，降低PP材料的收缩率明显降低，提高产品尺寸的稳定性。
实现本发明目的的技术方案是：一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，具有以下质量分的组分：聚丙烯树脂35～75份，5～10μm硫酸钙晶须15～25份，玻璃纤维5～35份，弹性体5～10份，PP-G-MAH3～8份，抗氧剂0.2～1份，颜料0.2～2份、润滑剂0.2～2.0份。
优选地,具有以下质量分的组分：聚丙烯树脂60份，5～10μm硫酸钙晶须20份，玻璃纤维8份，弹性体6份，PP-G-MAH4份，抗氧剂1份，颜料0.5份、润滑剂0.5份。
上述技术方案所述聚丙烯树脂为等规结构聚丙烯。
上述技术方案所述玻璃纤维为10～15的无碱短切玻璃纤维。
上述技术方案所述弹性体为丁晴橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或多种。
上述技术方案所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物。
上述技术方案所述颜料为金红石型钛白粉。
上述技术方案所述润滑剂为脂肪酸类润滑剂。
一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料的制备方法，具有以下步骤：
步骤1，按质量分配比称取原料；
步骤2，将聚丙烯树脂、弹性体、PP-G-MAH、抗氧剂、颜料和润滑剂添加到高速混合机中混合均匀；
步骤3，将5～10μm硫酸钙晶须和玻璃纤维通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，其工艺为，T1210℃，T2220℃，T3230℃，T4240℃；整个挤出过程时间为1～2分钟，压力为12～18Mpa。
采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
本发明使用5～10μm硫酸钙晶须部分替代玻璃纤维加入至聚丙烯复合材料的制作中，硫酸钙晶须由于在结晶时原子结构排列高度有序,其内部存在的缺陷很少,近乎完整晶体，因而它的强度和模量接近于材料原子间价键的理论强度。用它作为聚丙烯复合材料的增强组元，不但提高了材料的强度，也使得它在这些材料破裂过程中能够有效抑制裂纹扩展，而且纤维状物质能够吸收冲击能量，从而起到缓冲作用，达到增韧的效果。制作的聚丙烯复合材料收缩率降低明显，产品的尺寸稳定性明显提高，而且增加产品光泽度和表面耐刮擦性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提供一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，具有以下质量分的组分：聚丙烯树脂35～75份，5～10μm硫酸钙晶须15～25份，玻璃纤维5～35份，弹性体5～10份，PP-G-MAH3～8份，抗氧剂0.2～1份，颜料0.2～2份、润滑剂0.2～2.0份。
作为优选方案，一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，具有以下质量分的组分：聚丙烯树脂60份，5～10μm硫酸钙晶须20份，玻璃纤维8份，弹性体6份，PP-G-MAH4份，抗氧剂1份，颜料0.5份、润滑剂0.5份。
所述聚丙烯树脂为等规结构聚丙烯。
所述玻璃纤维为10～15的无碱短切玻璃纤维。
所述弹性体为丁晴橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或多种。
所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物。
所述颜料为金红石型钛白粉。
所述润滑剂为脂肪酸类润滑剂。
一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料的制备方法，具有以下步骤：
步骤1，按质量分配比称取原料；
步骤2，将聚丙烯树脂、弹性体、PP-G-MAH、抗氧剂、颜料和润滑剂添加到高速混合机中混合均匀；
步骤3，将5～10μm硫酸钙晶须和玻璃纤维通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，其工艺为，T1210℃，T2220℃，T3230℃，T4240℃；整个挤出过程时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
实施例1：
将聚丙烯树脂60份，弹性体6份，PP-G-MAH4份，抗氧剂1份，颜料0.5份、润滑剂0.5份添加到高速混合机中混合均匀，将5～10μm硫酸钙晶须20份，玻璃纤维8份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，其工艺为，T1210℃，T2220℃，T3230℃，T4240℃；整个挤出过程时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，双螺杆挤出机的转速为320r/min，挤出造粒得到聚丙烯复合材料。
实施例2：
将聚丙烯树脂40份，弹性体6份，PP-G-MAH4份，抗氧剂1份，颜料0.5份、润滑剂0.5份添加到高速混合机中混合均匀，将5～10μm硫酸钙晶须25份，玻璃纤维23份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，其工艺为，T1210℃，T2220℃，T3230℃，T4240℃；整个挤出过程时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，双螺杆挤出机的转速为320r/min，挤出造粒得到聚丙烯复合材料。
实施例3：
将聚丙烯树脂70份，弹性体5份，PP-G-MAH3份，抗氧剂1份，颜料0.5份、润滑剂0.5份添加到高速混合机中混合均匀，将5～10μm硫酸钙晶须15份，玻璃纤维5份通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，其工艺为，T1210℃，T2220℃，T3230℃，T4240℃；整个挤出过程时间为1～2分钟，压力为12～18MPa，双螺杆挤出机的转速为320r/min，挤出造粒得到聚丙烯复合材料。
实施例1、2、3的实验数据见下表，
| 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 拉伸强度 | MPa | 130 | 125 | 120 |
| 伸长率 | ％ | 0.5 | 1.0 | 2.0 |
| 弯曲强度 | MPa | 150.6 | 138 | 92 |
| 弯曲模量 | MPa | 7508 | 7211 | 4578 |
| 缺口冲击强度 | KJ/m<sup>2</sup> | 25 | 25.7 | 26.2 |
| 熔融指数 | g/10min | 8.6 | 11.3 | 13 |
| 光泽度 | 60° | 25.1 | 33.2 | 42.4 |
由上表可知，用硫酸钙晶须作为聚丙烯复合材料的增强组元，不但提高了材料的强度，也使得它在这些材料破裂过程中能够有效抑制裂纹扩展，而且纤维状物质能够吸收冲击能量，从而起到缓冲作用，达到增韧的效果。制作的聚丙烯复合材料收缩率降低明显，产品的尺寸稳定性明显提高，而且增加产品光泽度和表面耐刮擦性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于，具有以下质量分的组分：聚丙烯树脂35～75份，5～10μm硫酸钙晶须15～25份，玻璃纤维5～35份，弹性体5～10份，PP-G-MAH3～8份，抗氧剂0.2～1份，颜料0.2～2份、润滑剂0.2～2.0份。
2.根据权利要求1所述的一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于，具有以下质量分的组分：聚丙烯树脂60份，5～10μm硫酸钙晶须20份，玻璃纤维8份，弹性体6份，PP-G-MAH4份，抗氧剂1份，颜料0.5份、润滑剂0.5份。
3.根据权利要求2所述的一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯树脂为等规结构聚丙烯。
4.根据权利要求2所述的一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为10～15的无碱短切玻璃纤维。
5.根据权利要求2所述的一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述弹性体为丁晴橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物。
7.根据权利要求2所述的一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述颜料为金红石型钛白粉。
8.根据权利要求2所述的一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述润滑剂为脂肪酸类润滑剂。
9.一种添加硫酸钙晶须的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：
步骤1，按质量分配比称取原料；
步骤2，将聚丙烯树脂、弹性体、PP-G-MAH、抗氧剂、颜料和润滑剂添加到高速混合机中混合均匀；
步骤3，将5～10μm硫酸钙晶须和玻璃纤维通过侧喂料口加入双螺杆挤出机，其工艺为，T1210℃，T2220℃，T3230℃，T4240℃；整个挤出过程时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
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