CN114806015B - 一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及高分子材料的领域，具体公开了一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法。一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，包括以下重量份物质：40‑50份聚丙烯、10‑20份增韧填料、2‑4份层状蒙脱土、3‑8份分散剂、2‑5份增容剂，所述增韧填料包括多分散性乙丙共聚嵌段物，所述分散剂包括硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸中的两种或多种；其制备方法为：S1、原料预混合；S2、熔融挤出。本申请的高韧性聚丙烯基纳米复合材料可用于玩具、汽车等领域，其具有高韧性、高强度且韧性均匀的优点。

Description

一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法

技术领域

本申请涉及高分子材料的领域，尤其是涉及一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯基复合材料通常指的是以聚丙烯为基体，并在聚丙烯基体中添加其余的材料制备得到的复合材料。聚丙烯是丙烯通过加聚反应得到的聚合物，外观呈透明状且质轻，广泛应用于服装、毛毯等辖内制品、医疗器械、汽车、化工容器、玩具、食品、药品包装等领域。由于聚丙烯无臭、无毒害性，使得聚丙烯的应用尤为广泛。

聚丙烯材料通常作为弹性材料，弹性材料在使用过程中，经常会受到拉扯，较易出现破裂的可能性，使得聚丙烯产品损坏。目前，为了提高聚丙烯产品的使用寿命，通常采用在聚丙烯中添加增韧组分，通过增韧组分提高聚丙烯的韧性。

针对上述相关技术，发明人认为简单地在聚丙烯材料中加入增韧组分，由于增韧组分较易发生团聚，因此增韧组分在聚丙烯中的分散性不佳，导致聚丙烯复合材料存在韧性不佳的缺陷。

发明内容

为了聚丙烯复合材料存在韧性不佳的缺陷，本申请提供一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，采用如下的技术方案：

一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，包括以下重量份物质：40-50份聚丙烯、10-20份增韧填料、2-4份层状蒙脱土、3-8份分散剂、2-5份增容剂，所述增韧填料包括多分散性乙丙共聚嵌段物，所述分散剂包括硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸中的两种或多种。

通过采用上述技术方案，首先，本申请技术方案采用多分散性乙丙共聚嵌段物作为增韧填料，由于多分散性乙丙共聚物中包括无规共聚物、嵌段共聚物，并且形成多分散性的结构，提高了增韧填料与聚丙烯之间的相容性，通过协同作用，提高了纳米复合材料的韧性。同时，多分散性乙丙共聚嵌段物能够插入到聚丙烯球晶中，并且细化、分割聚丙烯球晶，提高了增韧填料在纳米复合材料中的分散效果。

其次，采用硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸相互配合，能够在填料表面接枝有硅烷、极性基团以及硬脂酸基团，一方面增加增韧填料之间的静电斥力，另一方面，提高增韧填料和聚丙烯之间的结合效果，使得纳米复合材料获得均匀的韧性。

优选的，所述增韧填料还包括木粉和硫酸钙晶须，所述多分散性乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须的质量比为2-3:3-4:1-2。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案采用多分散乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须相互配合，由于木粉和多分散性乙丙共聚嵌段物具有较小的粒径，在聚丙烯内形成的孔洞小。通过硫酸钙晶须的加入，硫酸钙晶须呈纤维状结构，一方面，硫酸钙晶须的表面能够对增韧填料中的其余组分进行负载，降低增韧填料中其余组分发生团聚的可能性；另一方面，硫酸钙晶须的纤维结构能够对聚丙烯中的基材进行牵拉，增强纳米复合材料的韧性。

其次，在硫酸钙晶须牵拉聚丙烯材料的同时，通过负载于硫酸钙晶须上的增韧填料与聚丙烯较佳的相容性，提高了硫酸钙晶须与聚丙烯之间的结合效果，降低硫酸钙晶须缠结团聚现象的发生，因此纳米复合材料获得较为均匀的韧性。

优选的，所述硫酸钙晶须为经改性处理的硫酸钙晶须，所述改性处理包括以下步骤：按质量比1-6:10称量钛酸酯偶联剂和硫酸钙晶须，将钛酸酯偶联剂分散至丙酮中，得分散液，向分散液中加入硫酸钙晶须，搅拌，加热，回流，过滤、保留固体物，洗涤，烘干，得经改性处理的硫酸钙晶须。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案中采用钛酸酯偶联剂对硫酸钙晶须进行改性处理，钛酸酯偶联剂与硫酸钙晶须表面的羟基结合，提高了硫酸钙晶须和聚丙烯相容性，从而改善了硫酸钙晶须在聚丙烯中的分散效果，因此硫酸钙晶须能够均匀促使聚丙烯成核结晶，形成不同的薄片形态，进一步改善纳米复合材料的韧性。

其次，本申请技术方案优化了钛酸酯偶联剂以及硫酸钙晶须的配比，适宜的配比，使得硫酸钙晶须上钛酸酯偶联剂的接枝率适宜，提高了增韧填料和聚丙烯之间的界面强度，复合材料受到应力后，能够有效传递给增韧填料，进而提高复合材料的韧性。

优选的，所述木粉为经铝酸酯活化改性的木粉，所述木粉和铝酸酯偶联剂的质量比为1:0.005-0.02。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案采用铝酸酯偶联剂对木粉进行表面处理，木粉表面被铝酸酯包裹，使得木粉由亲水性转变为亲油性，提高了木粉与聚丙烯之间的相容性，使硫酸镁晶须与聚丙烯之间稳定粘结，增强增韧填料和聚丙烯之间的结合效果。

优选的，还包括增强剂，所述增强剂包括纳米二氧化硅、硅灰石以及弹性体，所述纳米二氧化硅、硅灰石以及弹性体的质量比为3-5:2-3:4-6。

通过采用上述技术方案，采用纳米二氧化硅、硅灰石以及弹性体相互配合，硅灰石上能够与聚丙烯形成α-晶，能够与聚丙烯中的β-晶协同增韧。同时，硅灰石具有层状结构，一方面，能够负载增强剂中的其余组分，降低纳米二氧化硅团聚的可能性；另一方面，提高增强剂和聚丙烯之间的结合效果，提高了纳米复合材料的强度。

其次，弹性体能够在增强剂无机粒子上形成柔性界面层，柔性界面层的粘度较高，提高了增强填料和聚丙烯之间的结合性能，改善了纳米复合材料的韧性以及强度。

优选的，所述纳米二氧化硅为经甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯接枝的纳米二氧化硅。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案采用在纳米二氧化硅上接枝有甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸丁酯的分子链能够插入二氧化硅的团聚体内，阻止纳米二氧化硅团聚现象的发生；同时，在纳米二氧化硅表面引入了较高模量的分子链，降低了纳米二氧化硅的表面作用力。同时，使丙烯酸丁酯更易接枝在纳米二氧化硅表面，因此在纳米二氧化硅表面引入柔性链段，在纳米二氧化硅粒子表面形成包覆层，对纳米二氧化硅粒子进行保护，提高了纳米二氧化硅与聚丙烯之间的相容性，改善增强剂在纳米复合材料中的分散性以及结合性能。

优选的，所述弹性体为壳核结构，所述壳核结构包括内核材料和外壳材料，所述内核材料为碳酸钙、滑石粉、蒙脱土中的任意一种，所述外壳材料包括POE-g-MAH。

通过采用上述技术方案，由于采用壳核结构的弹性体，通过内核材料对弹性体材料进行增强，使得弹性体在提高纳米复合材料的韧性的同时，能够维持纳米复合材料的强度。由于POE-g-MAH为柔性界面层，因此外壳材料能够均匀包裹内核材料，不仅降低内核材料团聚的可能性，还能提高内核材料和聚丙烯之间的相容性，稳定改善增强剂和纳米复合材料之间的粘结性。当刚性内核材料与纳米复合材料脱粘形成空洞后，纳米复合材料中的空洞化程度增加，空洞对断裂能的吸收增强，改善了聚丙烯复合材料的韧性。

采用为碳酸钙、滑石粉、蒙脱土作为内核材料，球状结构或片层结构均能在纳米复合材料中形成空洞结构，并且，均能和外壳材料之间形成较为紧密地结合效果，即柔性界面层能够均匀包覆在内核材料外，进一步提高内核材料和纳米复合材料之间的结合性能。

优选的，还包括聚磷酸铵。

通过采用上述技术方案，在纳米复合材料中加入聚磷酸铵，聚磷酸铵与聚丙烯之间能够有效结合，并且改善纳米复合材料的阻燃效果，提高纳米复合材料的应用范围。

优选的，所述增容剂包括胶粉、硅烷和MA-SEBS中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，采用胶粉作为增容剂，由于胶粉粒子具有较佳的粘结效果，提高纳米复合材料中其余组分和聚丙烯之间的相容性，能够提高纳米复合材料中各组分之间的粘结效果，提高纳米复合材料的韧性。

其次，采用硅烷作为增容剂，硅烷可负载于纳米复合材料中的无机粒子上，使无机粒子上负载有疏水基团，改善无机粒子和聚丙烯之间的相容性，提高无机粒子在纳米复合材料分散均匀性。

再次，采用MA-SEBS作为增容剂，提高了无机粒子和聚丙烯之间的相容性，无机粒子能够稳定起到异相成核效果，纳米复合材料中形成完整且均匀的球晶，均匀提高纳米复合材料的韧性以及强度。

最后，采用胶粉、硅烷和MA-SEBS配合作为增容剂，通过增加无机粒子粘度、亲油性以及相容性，提高了纳米复合材料中各组分之间的分散性，提高纳米复合材料的对无机粒子的容量，使得纳米复合材料的强度以及韧性显著提高。

第二方面，本申请提供一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、原料预混合：将分散剂与增韧填料搅拌混合，得预混料，将聚丙烯和增容剂搅拌混合，得到增容基材；S2、熔融挤出：将预混料加入到增容基材中，熔融、得熔融物，向熔融物中通入超临界CO₂后，挤出，造粒、破碎、得纳米复合材料。

通过采用上述技术方案，采用在熔融物中通入超临界CO₂，气泡在熔融物中形成气泡成核并长大的过程中，引发气泡对周围熔体强烈的双向拉伸分散作用，进一步促进无机粒子在纳米复合材料中的分散均匀性，从而提高纳米复合材料对无机粒子的包容性，即无机粒子均匀增强纳米复合材料的韧性以及强度。而且，超临界CO₂还能促进无机粒子之间发生负载以及插层，进一步提高纳米复合材料的强度。通过造粒、破碎后，能够将纳米复合材料中形成的气泡破碎，提高纳米复合材料的致密程度。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用多分散性乙丙共聚物和分散剂相互配合，通过多分散性结构、无规共聚物以及嵌段共聚物之间的协同作用，提高增韧填料在聚丙烯中的分散均匀性；并且分散剂能够在纳米复合材料中引入硅烷、极性基团以及硬脂酸基团，进一步提高纳米复合材料中各组分之间的相容性，因此，纳米复合材料获得均匀且稳定的韧性。

2、本申请中优选采用壳核结构的弹性体作为增强剂，通过POE-g-MAH作为柔性界面层包裹内核材料的无机粒子，提高增强剂与聚丙烯之间的相容性以及粘结性，并且内核材料中的无机粒子能够稳定增加弹性体的强度，即弹性体能够通过稳定的空洞效应提高纳米复合材料的韧性。

3、本申请的方法，通过在熔融物中通入超临界CO₂，在熔融物能够气泡成核，并且在成核过程中能够起到双向拉伸分散作用，进一步提高纳米复合材料中无机粒子的分散效果，且促进无机粒子之间发生插层，使纳米复合材料获得致密的结构，因此提高纳米复合材料的韧性。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例中，所选用的药品如下所示，但不以此为限：

药品：MA-SEBS为美国壳牌化学公司的SEBS接枝率为1.84的马来酸配接枝氢化苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物、硅烷偶联剂为南京轩浩新材料科技有限公司的硅烷偶联剂KH-570、硅烷为济宁三石生物科技有限公司的甲基三甲氧基硅烷、POE为东莞市创仕塑胶原料有限公司的POE。

制备例

分散剂制备例

制备例1-3

分别称量硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸，具体质量见表1，搅拌混合，得到分散剂1-4。

表1制备例1-4分散剂组成

硫酸钙晶须制备例

制备例5-7

分别称量硫酸钙晶须和钛酸酯偶联剂，具体质量见表2，将钛酸酯偶联剂和10kg丙酮搅拌混合，得到分散液，将硫酸钙晶须置于分散液中，调节分散液温度为70℃，搅拌4h，抽滤，保留固体物，洗涤，重复洗涤2次，于60℃下真空干燥12h，得经改性处理的硫酸钙晶须1-3。

表2制备例5-7硫酸钙晶须组成

木粉制备例

制备例8

将5kg木粉浸渍于5kg质量分数为4%的氢氧化钠溶液中，浸渍处理30min，抽滤，保留固体物，水洗，直至洗涤液为中性，烘干，得干燥物。将5kg干燥物置于高速混合机中，调节温度至110℃，向高速混合机中加入0.01kg铝酸酯偶联剂，3min后，再向高速混合机中加入0.015kg铝酸酯偶联剂，在混合5min，取出，得到活化的木粉1。

制备例9

与制备例8的区别在于：取0.05kg硅酸酯和5kg干燥物混合，得到活化的木粉2。

制备例10

与制备例8的区别在于：取0.1kg硅酸酯和5kg干燥物混合，得到活化的木粉3。

分散填料制备例

制备例11-14

分别称量多分散性乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须，具体质量见表3，搅拌混合，得到分散填料1-4。

表3制备例11-14分散填料组成

制备例15-17。

与制备例14的区别在于：采用活化木粉1-3，以代替制备例14中的木粉，制备分散填料5-7。

制备例18-20

与制备例14的区别在于：采用经改性处理的硫酸钙晶须1-3，以代替制备例14中的硫酸钙晶须，制备分散填料8-10。

硅灰石制备例

制备例21

取5kg硅灰石和5kg质量分数为10%的庚二酸丙酮溶液，搅拌至丙酮挥发，真空干燥24h，得到负载有庚二酸的硅灰石。

纳米二氧化硅制备例

制备例22

1kg将纳米二氧化硅和2kg质量分数为95%的乙醇和1kg水搅拌混合，超声分散，得到混合溶液，向混合溶液中加入0.1kg硅烷偶联剂，搅拌混合，离心分离，保留固体物，洗涤、干燥，得表面处理纳米二氧化硅。

将0.1kg乳化剂SDS、0.1kg缓冲液碳酸氢钠溶液和0.1kg水，搅拌混合，加入表面处理纳米二氧化硅，超声分散，得中间液，向中间液中加入0.25kg甲基丙烯酸甲酯和0.25kg丙烯酸丁酯，搅拌混合，于75℃加入质量分数为2%的过硫酸钾溶液，强力机械搅拌10h，降温，加入0.2kg硫酸铝破乳，离心分离、保留固体物，洗涤、80℃干燥，得到接枝纳米二氧化硅。

弹性体制备例

制备例23

柔性界面层制备：将1kgPOE和1kgMAH(马来酸酐)溶解至4kg二甲苯中，搅拌混合，控制温度为130℃，得到混合物；将0.1kgDCP加入到0.4二甲苯中，得到引发液，将引发液滴加至混合物中，持续反应4h，得到外壳材料POE-g-MAH。

弹性体制备：将1kg碳酸钙和1kg二甲苯搅拌混合，得到内核材料，将内核材料加入到外壳材料中，于70℃反应1h，加入1kg丙酮作为沉淀剂，得到弹性体1。

制备例24-25

与制备例23的区别在于：采用滑石粉或蒙脱石与二甲苯混合作为内核材料，以代替制备例23中的碳酸钙，得到弹性体2-3。

增溶剂制备例

制备例26-29

分别称量胶粉、硅烷和MA-SEBS，具体质量见表4，搅拌混合，得到增容剂1-4。

表4制备例26-29增容剂组成

增强剂制备例

制备例30-32

分别称量纳米二氧化硅、硅灰石以及弹性体1，具体质量见表5，搅拌混合，得到增强剂。

表5制备例30-32增强剂组成

制备例33

与制备例32的区别在于：采用接枝纳米二氧化硅，以代替制备例32中的纳米二氧化硅，制备增强剂4。

制备例34

与制备例32的区别在于：采用负载有庚二酸的硅灰石，以代替制备例32中的硅灰石，制备增强剂5。

制备例35-36

与制备例32的区别在于：采用弹性体2-3，以代替制备例32中的弹性体1，制备增强剂6-7。

制备例37

在经惰性气体充分置换的聚合反应釜中，依次加入10kg己烷溶剂、2kg三乙基铝和2kg二苯基二甲氧基硅烷，最后加入0.5kg高效聚丙烯催化剂，通入摩尔比1:1的乙烯丙烯混合气体，在70℃下，保持压力为0.5MPa聚合1h，产物用过量乙醇沉出、抽滤后，60℃真空干燥至恒重，得到多分散性乙丙嵌段共聚物。

实施例

实施例1-4

一方面，本申请提供一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，包含聚丙烯、增韧填料1、分散剂1、层状蒙脱土、增容剂1和增强剂1，具体质量见表5。

另一方面，本申请提供一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：原料预混合：将分散剂1与增韧填料1搅拌混合，得预混料，将聚丙烯和增容剂1搅拌混合，得到增容基材。熔融挤出：将预混料和增容基材搅拌混合，得到混合料，调节温度至混合料熔融，按质量比100：1.5向混合料中加入超临界CO₂气体，挤出，水冷，造粒，液氮低温氛围下，破碎样品，得到纳米复合材料1-4。

表6实施例1-4纳米复合材料组成

实施例5-13

与实施例3的区别在于：采用增韧填料2-10，以代替实施例3中的增韧填料1，制备纳米复合材料5-13。

实施例14

与实施例3的区别在于：按质量比100：1向混合料中加入超临界CO₂气体，制备纳米复合材料14。

实施例15

与实施例3的区别在于：按质量比100：2向混合料中加入超临界CO₂气体，制备纳米复合材料15。

实施例16-18

与实施例3的区别在于：采用分散剂2-4，以代替实施例3中的分散剂1，制备纳米复合材料16-18。

实施例19-21

与实施例3的区别在于：采用增容剂2-4，以代替实施例3中的增容剂1，制备纳米复合材料19-21。

实施例22-27

与实施例4的区别在于：采用增强剂2-7，以代替实施例4中的增强剂1，制备纳米复合材料22-27。

实施例28

与实施例3的区别在于：添加2kg聚磷酸铵，制备纳米复合材料28。

对比例

对比例1

本对比例与实施例3的不同之处在于，本对比例采用炭黑作为增韧填料，制备纳米复合材料29。

对比例2

本对比例与实施例3的不同之处在于，本对比例仅添加硅烷偶联剂作为分散剂，制备纳米复合材料30。

性能检测试验

对纳米复合材料1-30进行性能检测。

（1）韧性测试：按《GB/T1040-92塑料拉伸性能试验方法》对纳米复合材料的拉伸性能进行检测，记录检测数据。

（2）弯曲强度测试：按《GB/T9341-2000塑料弯曲性能试验方法》对纳米复合材料的弯曲强度进行检测，记录检测数据 。

（3）冲击强度检测：《GB/T1843-2008塑料悬臂梁冲击强度的测定》对纳米复合材料的冲击强度进行检测，并记录数据。

表7实施例1-28、对比例1-2性能检测

结合表7性能检测对比可以发现：

（1）结合实施例1-3、实施例14-15和对比例1-2进行对比可以发现：实施例1-3、实施例14-15中制得的纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击强度均有所提升，这说明本申请中采用在聚丙烯中加入多分散性乙丙共聚物，通过无规共聚物和多分散性结构，起到协同作用，改善了无机粒子在纳米复合材料中的分散效果。并且通入超临界CO₂，能够起到双向拉伸分散结构，进一步提高无机粒子的分散性，使得纳米复合材料获得均一的韧性。根据表7可以看出，实施例3、实施例15中制得的纳米复合材料的韧性以及强度较佳，说明实施例3中纳米复合材料中各组分之间的配比较为适宜，实施例15中超临界CO₂的充入量较为适宜。

（2）结合实施例5-7、实施例8-10、实施例11-13和实施例3进行对比可以发现：实施例5-13中制得的纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击强度均有所提升，这说明本申请中采用多分散性乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须配合，在增韧填料中能够形成负载结构，降低增韧填料中发生团聚的可能性。并且通过钛酸酯偶联剂对硫酸钙晶须改性，铝酸酯活化木粉，均能提高增韧填料在聚丙烯中的分散性以及相容性，稳定提高纳米复合材料的韧性。根据表7可以看出，实施例7、实施例10和实施例12中制得的纳米复合材料的韧性以及强度较佳，说明实施例7中增韧填料各组分之间的配比较为适宜，实施例10中木粉活化中各组分配比较为适宜，实施例12中硫酸钙晶须的改性步骤较为适宜。

（3）结合实施例16-18和实施例3进行对比可以发现：实施例16-18中制得的纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击强度均有所提升，这说明本申请中采用硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸配合作为分散剂，能够在纳米复合材料表面形成有硅烷基团、极性基团以及硬脂酸钙，能够均匀对无机粒子进行润滑或增加静电斥力，提高了纳米复合材料中各组分的分散效果，使纳米复合材料获得均一的韧性。根据表7可以看出，实施例18中制得的纳米复合材料的韧性以及强度较佳，说明实施例18中分散剂各组分之间的配比较为适宜。

（4）结合实施例19-21和实施例3进行对比可以发现：实施例19-21中制得的纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击强度均有所提升，这说明本申请中采用胶粉、硅烷和MA-SEBS配合作为增容剂，通过增加无机粒子和聚丙烯的粘结强度、亲油性以及相容性，提高了纳米复合材料对无机粒子的包容性，使得无机粒子能够均匀提高纳米复合材料的韧性以及强度。根据表7可以看出，实施例21中制得的纳米复合材料的韧性以及强度较佳，说明实施例21中增容剂各组分之间的配比较为适宜。

（5）结合实施例4、实施例22-23、实施例24、实施例25、实施例26-27和实施例3进行对比可以发现：实施例22-27中制得的纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及抗冲击强度均有所提升，这说明本申请中采用纳米二氧化硅、硅灰石以及弹性体配合作为增强剂，增强剂中能够相互插层配合，通过弹性体形成柔性界面层，提高增强剂和纳米复合材料的结合性，改善了纳米复合材料的强度。根据表7可以看出，实施例23中制得的纳米复合材料的韧性以及强度较佳，说明实施例23中增强剂各组分之间的配比较为适宜。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，其特征在于，包括以下重量份物质：40-50份聚丙烯、10-20份增韧填料、2-4份层状蒙脱土、3-8份分散剂、2-5份增容剂；

所述增韧填料包括多分散性乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须，所述多分散性乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须的质量比为2-3:3-4:1-2；所述硫酸钙晶须为经改性处理的硫酸钙晶须，所述改性处理包括以下步骤：按质量比1-6:10称量钛酸酯偶联剂和硫酸钙晶须，将钛酸酯偶联剂分散至丙酮中，得分散液，向分散液中加入硫酸钙晶须，搅拌，加热，回流，过滤、保留固体物，洗涤，烘干，得经改性处理的硫酸钙晶须；所述木粉为经铝酸酯活化改性的木粉，所述木粉和铝酸酯偶联剂的质量比为1:0.005-0.02；

所述分散剂由硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸组成。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，其特征在于：还包括增强剂，所述增强剂包括纳米二氧化硅、硅灰石以及弹性体，所述纳米二氧化硅、硅灰石以及弹性体的质量比为3-5:2-3:4-6。

3.根据权利要求2所述的一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，其特征在于：所述纳米二氧化硅为经甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯接枝的纳米二氧化硅。

4.根据权利要求2所述的一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，其特征在于：所述弹性体为壳核结构，所述壳核结构包括内核材料和外壳材料，所述内核材料为碳酸钙、滑石粉、蒙脱土中的任意一种，所述外壳材料包括POE-g-MAH。

5.根据权利要求1所述的一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，其特征在于：还包括聚磷酸铵。

6.根据权利要求1所述的一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，其特征在于：所述增容剂包括胶粉、硅烷和MA-SEBS中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、原料预混合：将分散剂与增韧填料搅拌混合，得预混料，将聚丙烯和增容剂搅拌混合，得到增容基材；

S2、熔融挤出：将预混料加入到增容基材中，熔融、得熔融物，向熔融物中通入超临界CO₂后，挤出，造粒、破碎、得纳米复合材料。