[发明专利]弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯加工改性工艺，具体说明是一种用填充材料对聚丙烯进行加工改性而制得弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯及其制备方法。

背景技术

目前国内外对聚丙烯(PP)增强增韧主要有以下方法。

1、弹性体对聚丙烯增韧改性

将弹性体与聚丙烯及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高聚丙烯的冲击强度，增韧效果较好。

2、无机刚性粒子对聚丙烯增韧增强改性

将无机刚性粒子与聚丙烯及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高聚丙烯的拉伸强度，增强效果较好。

3、弹性体、无机刚性粒子两者共混对聚丙烯改性

将弹性体、无机刚性粒子与聚丙烯及添加剂混合后挤出、造粒对材料的强度和韧性都有较好的改性效果。

上述现有工艺中单独使用弹性体可以提高材料的韧性但会降低材料的强度；单独使用无机刚性粒子可以提高材料的强度但会降低材料的韧性；弹性体、无机刚性粒子共同加入会使弹性体和无机刚性粒子两种作用相互抵消，使体系韧性达到一定程度不能进一步增加。

发明内容

本发明要解决的上述在单独使用弹性体或无机刚性粒子以及弹性体和无机刚性粒子混用对聚丙烯进行改性效果均不理想的问题，提供一种弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯及其制备方法。

本发明所述弹性体包覆无机刚性粒子填充聚丙烯由如下组分复配而成：

(1)聚丙烯          80～95质量份；

(2)无机刚性粒子    5～20质量份；

(3)二异氰酸酯      0.5～2.0质量份；

(4)聚醚二元醇              1.0～4.0质量份；

(5)马来酸酐接枝的聚丙烯    2.5～10.0质量份。

(6)抗氧剂1010              1.0～2.0质量份。

上述无机刚性粒子为微米级，选自滑石粉、碳酸钙、硅灰石中的一种或两种，当无机刚性粒子为两种时其重量配比为1∶2-2∶1。

上述马来酸酐接枝的聚丙烯分子量在0.5～3.0万之间。

本发明的制备方法包括如下步骤：

(1)将无机刚性粒子在70～100℃下，干燥1～2小时；

(2)将无机刚性粒子和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂1010按比例投入混合机中混合并以300～600转/分的低速搅拌3～8分钟；

(3)将聚醚二元醇加入混合机中，以300～600转/分的低速搅拌15～20分钟使材料混合均匀，然后再加入二异氰酸酯以1500～2500转/分的高速搅拌45～60分钟，得到预混料；

(4)将预混料经挤出机挤出造粒后，即得成品。

本发明采用原位合成法合成弹性体并包覆在无机刚性粒子表面，形成核-壳结构，使弹性体、无机刚性粒子有机结合起来，能显著增加聚丙烯的韧性与强度，并具有加工性能好，成本低等优点，相比无机刚性粒子、弹性体及两者共混，本发明具有明显优势，可广泛用于聚丙烯改性生产中。

经检测，采用本发明制得的改性聚丙烯的性能如下：

断裂伸长率               120～510％

弯曲模量                 1022～1257MPa

弯曲强度                 22.31～27.63MPa

简支梁缺口冲击强度       23.53～56.52kJ/m²

熔融指数                 7.6～10.1g/10min

具体实施方式

实施例1

1、原料用量

①PP                    95质量份；

②滑石粉(粒度3000目)    5质量份；

③二异氰酸酯            0.5质量份；

④聚醚二元醇                    1.0质量份；

⑤马来酸酐接枝的聚丙烯，其用量为5.0质量份；

⑥抗氧剂1010                    1.0质量份。

2、制备过程

(1)将滑石粉在80℃下，干燥1小时；

(2)将滑石粉和聚丙烯、马来酸酐接枝的聚丙烯及抗氧剂1010按比例投入混合机中混合并以300转/分的低速搅拌3分钟；

(3)将聚醚二元醇加入混合机中，以400转/分的低速搅拌15分钟使材料混合均匀，然后再加入二异氰酸酯以2000转/分的高速搅拌60分钟，得到预混料；