[发明专利]一种利用硫酸钙晶须增强聚丙烯的方法

说明书

技术领域

        本发明涉及一种利用硫酸钙晶须增强聚丙烯的方法，属于高分子材料增强和无机填料应用技术领域。

背景技术

聚丙烯（PP）塑料具有密度小、比强度（强度与其相对密度的比值）高、抗腐蚀、耐摩擦、绝缘性好、易加工、能耗低及噪声小等许多有点，是汽车工业等行业非常理想的应用材料。随着人们环保意识的不断增强、人们消费水平的提高和人们对消费品品质要求的提高，人们对PP性能的要求逐渐的提高。尤其是对PP强度性能、弯曲性能、抗冲击性能等性能的要求更加的苛刻。近年来，科研工作者对提升PP性能做了大方面的研究工作，通过在PP中添加橡胶或弹性体材料、玻璃纤维、色母粒等，期望通过添加此些填料提升PP的性能，但是效果并不明显。

中国专利CN101307164公开了一种高刚性低翘曲PP增强复合材料，该复合材料组分聚丙烯、玻璃鳞、云母、主抗氧化剂、辅助抗氧化剂、增韧剂 、润滑剂按照一定比例加入到高速混合机中，加入适量KH-550改性剂，混合挤出得到性能优异的复合材料粒子。中国专利CN101481479公开了一种聚丙烯改性材料，该复合材料组分由共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、滑石粉、抗氧化剂、金属钝化剂、成核剂、偶联剂、硬脂酸钙按照一定比例混合熔融挤出得到，一般金属钝化剂对复合材料的应用范围亦有很大的局限性，工艺过程复杂，不利于工业化的推广。

在本发明中，在PP中添加适量的经过改性后的硫酸钙晶须可大幅度提高PP聚丙烯复合材料的相关性能，而PP聚丙烯复合材料在汽车行业等领域有着广泛的应用。而且硫酸钙晶须是以脱硫石膏为原料制备的，通过在PP中添加晶须可大规模的应用晶须材料，从而大规模的消耗脱硫石膏，且利用脱硫石膏生产的硫酸钙晶须材料比起其他填料，价格相对低廉，具有良好的经济效益和环境效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用硫酸钙晶须增强聚丙烯的方法。

本发明的目的可以通过以下方式实现：

利用硫酸钙晶须增强聚丙烯，包括以下步骤：①将聚丙烯纯料粒子在一定的温度下干燥2小时②将硫酸钙晶须按照一定的添加量与聚丙烯粒子混合；③将一定质量分数的硬脂酸添加到聚丙烯粒子中并混合均匀；④设定双螺杆挤出机的温度和螺杆转速并加入混合好的聚丙烯粒子进行混合挤出切割造粒；⑤将挤出切割的粒子在一定的温度下干燥就得到了性能指标更为优异的聚丙烯粒子。

所述制备工艺中条件为纯料粒子的干燥温度为60oC～120oC，硫酸钙晶须的添加质量分数为1wt%～20wt%，硬脂酸的添加质量分数为1wt%～3wt%，双螺杆挤出机的挤出温度为175oC～190oC，调节螺杆转速为150r/min～180r/min，粒子的烘干温度为60oC～120oC。

本发明具有以下优点：

（1）本发明在利用简单的工艺条件下，对聚丙烯的增强效果较为明显，具有较好的应用前景。

（2）本发明使用的硬脂酸改性剂不需要提前进行改性，缩短了工艺周期且避免了二次污染，节约成本且保护环境。

（3）本发明对设备要求适中，产品质量稳定，性能指标优异。

（4）本发明以脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须，在处理消耗脱硫石膏的同时，制备出附加值高的晶须产品，达到了变废为宝的目的。

附图说明

图1为本发明制备硫酸钙晶须的技术路线图；

图2聚丙烯拉伸强度与晶须添加量关系曲线图；

图 3 聚丙烯缺口冲击强度与晶须添加量关系曲线图；

图4 添加1%硫酸钙晶须增强聚丙烯断面扫描电镜显微照片。

具体实施方式

实施例1

在80℃的条件下将聚丙烯纯料粒子干燥2h，待冷却后称取一定质量的聚丙烯纯料，加入1wt%（聚丙烯的质量分数）的硫酸钙晶须，再加入1wt%（聚丙烯的质量分数）的硬脂酸并混合均匀，设定双螺杆挤出机的温度为180℃，螺杆转速为160r/min,待温度稳定后加入混合好的聚丙烯粒子进行混合挤出切割造粒，将挤出切割的粒子在80℃条件下干燥4h就得到了增强后的聚丙烯粒子。将增强后的粒子经注塑成型，进行相关的拉伸性能，冲击性能测试发现相关性能指标得到了提高（见图2和图3），扫描电子显微镜照片显示增强后的聚丙烯断面硫酸钙晶须分布均匀，分散效果良好。