[发明专利]有机化微晶白云母/尼龙6/PP复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及以无机刚性粒子有机化微晶白云母为增强填料，有机刚性粒子尼龙6为增韧剂，马来酸酐接枝聚乙烯PE-g-MAH为相容剂，PP（聚丙烯）为基体材料，采用熔融共混技术制备有机化微晶白云母/尼龙6/PP复合材料的方法，属于复合材料领域。本发明制备的有机化微晶白云母/尼龙6/PP复合材料具有优良的力学性能，可广泛应用于汽车配件、家用电器、化工、建筑、轻工、医疗器械等领域。

背景技术

PP是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，是一种结晶性非极性聚合物，具有质轻、价廉、无毒、无味等特点，而且还具有耐腐蚀、机械强度较高等优点。但其收缩率大，抗蠕变性差，并由此而导致制品尺寸稳定性差，容易产生翘曲变形，且脆性高、缺口冲击强度低，特别是在低温时尤为严重，同传统工程塑料相比还存在模量低，耐热性差及耐光、热老化性能差等缺点，从而限制了PP材料的进一步推广和应用。如何有效提高PP材料的综合性能，开发具有高拉伸强度、高冲击强度的PP复合材料，拓宽其应用领域，是当今PP材料研究中急需解决的重要科学问题之一【陈程林．聚丙烯改性技术及制品应用[J]．玻璃纤维，2006，(4)；喻茹，林金辉，王晓艳．纳米SiO₂改性PP/微晶白云母复合材料的研究[J]．中国非金属矿工业导刊，2009，(6)】。

已有研究表明，采用无机刚性粒子（如CaCO₃、CaSiO₃、BaSO₄、TiO₂、粘土、滑石等）和有机刚性粒子（聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等）改性高分子材料，不但能保持高分子材料自身的一些优异性能，还可有效提高高分子材料的强度和韧性，同时赋予高分子材料良好的耐热性，延长使用寿命【杨茹欣，李玮，何颖．聚丙烯合金技术新进展及其应用[J]．塑料工业，2006，34(5)；黄国望，彭响方．改性黏土填充PP/PA6复合材料制备与性能研究进展[J]．塑料科技，2008，36(11)；伍玉娇，杨红军，骆丁胜，等．PP/PA6复合材料结构与力学性能研究[J]．塑料科技，2008，36(2)】。但不同类型的刚性粒子对提高高分子材料性能的程度存在一定的差异。

微晶白云母是近年来在川西地区发现的一种新型白云母类矿物资源，性能优良，储量丰富。呈无色、灰白色、浅绿色，透明，玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，{001}解理极完全，{110}和{010}解理不完全；折光率Ng = 1.598，Nm = 1.592，Np = 1.564，硬度2.56，比重2.86；其结晶颗粒天然超细，粒径小于10 μm，一般1 μm ~5 μm，具有微米级的晶体或晶片（简称“微晶”）；主要化学成分(重量百分比)为：SiO₂45.7 %、A1₂O₃ 30.51 %、K₂O11.63 %、H₂O4.53 %。与其他常见的硅酸盐矿物相比，微晶白云母具有高强度、耐热、耐酸碱、绝缘、化学稳定、耐候性、防紫外线、抗老化等优异性能；与传统的白云母矿物相比，它具有天然粒度细、易磨碎、化学活性高的特性，是一种高品质的无机刚性粒子填料，作为高分子材料的补强填料，在PP基复合材料中具有广阔的应用前景【林金辉，汪灵，邓苗，等．川西地区微晶白云母的矿物学特征研究[J]．矿物岩石，2005， 25(3)；毛玉元，候立玮．新的微晶白云母资源的开发及其粉体材料的应用[J]．中国粉体技术，2002，8(4)】。但由于微晶白云母的亲水性，使之与高分子材料的界面性质不同，相容性差，难以在高分子材料基体中均匀分散，直接填充往往容易导致材料的某些力学性能下降，因此，必须对其进行表面改性，提高它在有机基质中的分散性。偶联剂是目前应用最广泛的表面改性剂，它适用于各种不同的有机高分子和无机矿物填料复合体系【廖俊，陈圣云，康宇峰，等．硅烷偶联剂及其在复合材料中的应用[J]．化工新型材料，2001，29(9)；薛茹君，吴玉程．硅烷偶联剂修饰改性的机理及改性绢云母的性能[J]．硅酸盐学报，2007，35(3)】。