[发明专利]一种高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合材料制备领域，一种纳米改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)由于价格低廉，易于加工成型及其具有密度低，耐化学腐蚀和本身优异的物理力学性能等优点，其应用非常广泛，成为发展最快的通用性塑料。但由于其分子链柔性低和晶粒粗大，使聚丙烯的柔性较差，严重限制了它在各个领域进一步的广泛应用。提高聚丙烯的韧性一直是聚丙烯改性的重要课题，通常的改性方法是在PP基体内部添加弹性体，如加入乙丙橡胶(ERP)、乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物(EPDM)、苯乙烯-乙烯-苯乙烯共聚物(SBS)等弹性体，但由于聚丙烯与弹性体之间的相容性较差，弹性体很难均匀地分布在聚丙烯基体中，且材料的模量降低，刚性下降。

高分子纳米材料因具有优异的力学性能、热性能和光学性能而成为目前竞相开发的新型高性能材料，相继开发成功的有聚酯、聚苯乙烯等纳米复合材料。由于纳米粒子具有粒径小、表面活性大等特点，无机纳米粒子间具有强烈的团聚趋势，因此，纳米粒子在聚丙烯基体中的分散程度是决定纳米聚丙烯韧性的关键。CN1156530C公开一种高韧性聚丙烯复合材料的制备方法，它将无机纳米粒子进行电子束照射后用胺类化合物接枝改性形成填料再与马来酸酐接枝聚丙烯熔共混制母料，最后以一定比例稀释分散在聚丙烯中，获得高韧性聚丙烯纳米复合材料，该方法工艺复杂，制造成本高，与聚丙烯的性价比不相适应。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，要解决的技术问题是通过引入纳米粒子能很好分散在弹性体中，且该弹性体与等规聚丙烯有很好相容性，从而提供一种韧性好、制造工艺简单、成本低的高抗冲聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

l、一种高抗冲聚丙烯复合材料，其特征在于该复合材料包括以下组分，按重量百分数计：

等规聚丙烯                                        55～70％重量；

嵌段聚丙烯                                        15～30％重量；

纳米粒子碳酸钙、二氧化硅和/或氧化锌中的至少一种   10～20％重量；

抗氧化剂                                          0.15～0.5％重量；

其中，嵌段聚丙烯为一种等规链段和无规链段沿着主链交替出现的立构多嵌段聚丙烯，且重均分子量在30000～500000之间。

2、制备高抗冲聚丙烯复合材料的步骤为：

(1)将100重量份的嵌段聚丙烯溶解于石油醚中，加入50-200重量份的纳米粒子，在60℃下超声分散2小时后，将溶剂蒸干回收得到嵌段聚丙烯和纳米粒子混合料。

(2)将100重量份的等规聚丙烯、40～80重量份的嵌段聚丙烯和纳米粒子混合料、0.2～0.7重量份的抗氧化剂，加入到双螺杆挤出机中，机筒温度为160～210℃，螺杆转速为60～200rpm，共混时间为2～15min，挤出造粒后得到等规聚丙烯-嵌段聚丙烯-纳米粒子复合材料。

所述的等规聚丙烯为重均分子量在300000～1500000之间的等规度在96％以上的等规聚丙烯；所述的纳米粒子为碳酸钙、二氧化硅和/或氧化锌中的至少一种；所述的自制嵌段聚丙烯为重均分子量在30000～500000之间的等规-无规立构嵌段聚丙烯；所述的抗氧化剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(商品代号抗氧剂1010)和/或(3，5-二特丁基-4一羟基苯基)丙酸十八酯(商品代号抗氧剂1076)中的至少一种。

本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：

本发明制备的高抗冲聚丙烯复合材料，由于材料中嵌段聚丙烯是一种等规链段和无规链段沿着主链交替出现的立构多嵌段聚丙烯，与纳米粒子相互作用后，纳米粒子能很好地分散在嵌段聚丙烯的等规段部分，而嵌段聚丙烯的无规段部分则提供优良的弹性；同时，嵌段聚丙烯与等规聚丙烯有很好的相容性，因此所制备的材料综合性能优良，具有韧性好、抗冲击强度高、加工性能优良、生产工艺简单等优点。本发明过程简单生产效率高且成本较低。

具体实施方式

实施例1