[发明专利]一种改性聚丙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于热塑性高分子材料技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯复合材料的制备方法。 

背景技术

聚丙烯(PP)作为三大通用塑料之一，具有无毒、密度轻、易加工、耐化学腐蚀、电绝缘性好等优良性能，被广泛用于日常生活用品、电子电器、交通、机电和建材等诸多领域。但PP属易燃材料，其氧指数(L0I)只有17.4～18.5，燃烧时产生大量的熔滴极易传播火焰，这就使PP在许多领域的应用受到限制。对PP的阻燃，过去常采用含卤阻燃剂。这类阻燃剂虽然添加量少，阻燃效果显著，但在燃烧时产生较多的烟雾和有毒、腐蚀性气体，造成二次污染。随着环保和卫生法规的完善，目前欧美等发达国家已经开始禁止使用含卤、磷及重金属阻燃剂。无毒、抑烟和环保的无卤阻燃剂逐渐取代含卤阻燃剂必将成为主流。特别是2005年欧盟《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》的出台，更加快了无卤阻燃剂的发展进程。无卤阻燃剂主要以磷系化合物和金属氢氧化物为主。这两类化合物燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体，被称为无公害阻燃剂，已在国外得到深入的研究和广泛应用。 

耐侯改性聚丙烯材料是由于聚丙烯含有不稳定的叔碳基团，经光、热、氧作用后，易发生老化降解而导致变色、强度下降等问题，从而限制了其在户外制品上的应用。因此，通过对聚丙烯进行耐候改性，可以大幅度提高聚丙烯材料在户外恶劣气候条件下的使用寿命。 

本发明针对上述情况，研发出一种低烟无卤耐候的新型聚丙烯改性材料，可以满足各种户外聚丙烯制品材料的要求。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种改性聚丙烯复合材料的制备方法。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种改性聚丙烯复合材料的制备方法， 包括以下步骤： 

1）按照共聚聚丙烯60～80%、增韧剂2～10%、马来酸酐接枝聚丙烯1～10%、偶联剂0.1～2%、无卤阻燃剂5～30%、光稳定剂0.2～2%、硬脂酸1～2%的重量百分比组成准备好各种原料； 

2）在高速搅拌机中首先投入无卤阻燃剂，再投入偶联剂，以400～600rpm的搅拌速度搅拌2～5min，然后投入硬脂酸，以650～1400rpm的搅拌速度搅拌2～5min，最后投入共聚聚丙烯、光稳定剂、增韧剂和马来酸酐接枝聚丙烯，以400～600rpm的搅拌速度搅拌3～7min，得到搅拌均匀的混合物料； 

3）将上述混合物料送入转速为300～450r/min的双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为185～201℃，得到挤出制品； 

4）对上述得到的挤出制品在水温为45～65℃的冷却水槽中进行冷却； 

5）对冷却后的挤出制品采用转速为400～600rpm的切粒机进行造粒，即得到改性聚丙烯复合材料的粒料。 

采用步骤2）的加料顺序和搅拌工艺后，无卤阻燃剂首先被偶联剂充分包覆，然后被硬脂酸再次包覆，提高阻燃性和无卤阻燃剂与共聚聚丙烯的相容性，降低对光稳定剂的影响，使光稳定剂的光稳定效果得以发挥，保证了改性聚丙烯复合材料的耐候性；硬脂酸还能够与偶联剂一起形成无卤阻燃剂和光稳定剂之间的缓冲物质，同时提高制得的改性聚丙烯复合材料的阻燃性和光稳定性。 

步骤3）中，若挤出温度低，物料在双螺杆挤出机中混炼熔融不好，极易形成各成分分散不均；挤出温度高，会破坏各种物料的性能，因此将挤出温度控制在185～201℃。 

步骤4）中，若冷却水的温度低，后续切粒时的切口会发白，且料粒易碎，产生碎屑；冷却水的温度高，易造成连粒和粘粒现象，因此将冷却水槽中的水温控制在45～65℃。 

优选地，所述的增韧剂为聚烯烃弹性体。聚烯烃弹性体的增韧效果较好，使制得的改性聚丙烯复合材料在-40℃的低温仍能保持良好的力学性能。 

优选地，所述的马来酸酐接枝聚丙烯的接枝度为8～20%。接枝度达到8～20%时，马来酸酐接枝聚丙烯提高无卤阻燃剂与共聚聚丙烯的相容性的效果较好，使制得的改性聚丙烯复合材料最大限度保持共聚聚丙烯的原有物性。 

优选地，所述的偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷可以很好地包覆无卤阻燃剂，提高无卤阻燃剂与共聚聚丙烯的相容性，降低对光稳定剂的影响，使光稳定剂的光稳定效果得以发挥，保证了制得的改性聚丙烯复合材料的耐候性。