[发明专利]一种白云石/聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于改性聚丙烯技术领域，尤其是涉及一种白云石/聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是五大通用塑料之一，密度小、化学稳定、电绝缘，用途广、用量大，不足之处在于力学性能一般、不阻燃。通过改性，可以提高聚丙烯的力学性能，改善其阻燃性能，进一步拓宽聚丙烯的应用领域。

共混改性是一种操作简单、非常有效的改性方法。

工业生产中，常通过将聚丙烯与碳酸钙、滑石粉、云母粉、硅灰石等进行共混，来提高聚丙烯的力学性能；这些无机矿物能够提高聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度、硬度等力学性能，但不能提高其阻燃性能。关于这方面的专利很多，如中国专利CN101575433B、CN1631959B、CN101759916B、CN1125127C。

工业生产中，常通过将聚丙烯与氢氧化镁、氢氧化铝进行共混，来提高聚丙烯的阻燃性能。氢氧化镁、氢氧化铝虽然可以改善聚丙烯的阻燃性能，然而对聚丙烯的力学性能提高有限。关于这方面的专利很多，如中国专利CN101759928B、CN101768307B。

 

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术缺陷，提供一种同时具有优异的力学性能和阻燃性能的改性聚丙烯。

一种白云石/聚丙烯复合材料，由以下质量份的组分制成：

聚丙烯 100份

白云石 80-150份

相容剂 8-15份

偶联剂 0.8-1.5份

所述的白云石粒径小于等于5μm；

所述的相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯或甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物；作为优选，相容剂为甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物。

所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；

所述的白云石、相容剂、偶联剂的质量比为100：10：1。

本发明的另一个目的是提供一种白云石/聚丙烯复合材料的制备方法，包括下述步骤：

（1）称取100重量份聚丙烯、80-150重量份白云石、8-15重量份相容剂、0.8-1.5份偶联剂，加入高速混合机中，高速混合3-5min，取出备用；

（2）将步骤（1）所得粒子，加入双螺杆挤出机中，在180-220℃挤出造粒，得到本发明所述的白云石/聚丙烯复合材料。

 

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、与碳酸钙/聚丙烯、滑石粉/聚丙烯、云母粉/聚丙烯、玻璃纤维/聚丙烯等复合材料相比，本发明所述的白云石/聚丙烯复合材料不仅拥有优异的力学性能，还拥有优异的阻燃性能，阻燃可达V2、V1，甚至V0；

2、与氢氧化镁/聚丙烯、氢氧化铝/聚丙烯等复合材料相比，本发明所述的白云石/聚丙烯复合材料不仅拥有优异的阻燃性能，还拥有优异的力学性能，拉伸强度、弯曲强度、硬度较聚丙烯均有大幅提升；

3、白云石在我国广泛存在，价格低。本发明所述的白云石/聚丙烯复合材料与碳酸钙/聚丙烯、滑石粉/聚丙烯、氢氧化镁/聚丙烯等复合材料相比，具有更低的成本。

具体实施方式

表1列举了工业生产中，常用来对聚丙烯进行改性的材料的价格，可以看出：与碳酸钙、滑石粉、云母粉、玻璃纤维、氢氧化镁、氢氧化铝相比，白云石价格更低。在聚丙烯中添加相同含量的以上物质，白云石/聚丙烯复合材料成本更低。

表1 各种材料的价格

表2列举了实施例中所用的原材料信息，除特殊说明外，实施例中各组分都为质量份。

表2原材料一览表

实施例1

（1）称取100重量份聚丙烯、80重量份白云石、8重量份相容剂马来酸酐接枝聚丙烯、0.8份偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷，加入高速混合机中，高速混合3min，取出备用；

（2）将步骤（1）所得粒子，加入双螺杆挤出机中，在180-220℃挤出造粒，得到本发明所述的白云石/聚丙烯复合材料，注塑打样，进行力学性能和阻燃性能测试，结果见表3。

对比例1-1

（1）称取100重量份聚丙烯、80重量份碳酸钙、8重量份相容剂马来酸酐接枝聚丙烯、0.8份偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷，加入高速混合机中，高速混合3min，取出备用；

（2）将步骤（1）所得粒子，加入双螺杆挤出机中，在180-220℃挤出造粒，得到碳酸钙/聚丙烯复合材料，注塑打样，进行力学性能和阻燃性能测试，结果见表3。

对比例1-2