[发明专利]一种新型改性聚丙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及改性聚丙烯复合材料技术领域，具体涉及一种新型改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术：

聚丙烯(PP)是一种结构规整的结晶性聚合物，作为三大通用塑料之一，其具有耐化学腐蚀、无味无毒、质轻、生产成本低、易加工及电绝缘性好等优良性能，因而在汽车工业、家用电器、电子、包装、建材及家具等方面具有广泛的应用。但是因机械强度低、耐寒耐热性差、收缩率大、抗蠕变性差等缺陷而限制其作为结构材料方面的应用，不能作为高性能的工程塑料。因此，对聚丙烯进行改性，使之工程化就成为一个重要的研究课题。以纳米粒子填充共混改性聚丙烯在近年来研究比较多，其对聚丙烯复合材料的结晶性能、抗老化性及增韧增强等性能都有一定程度的改善。

目前，已有很多关于纳米粒子填充共混改性聚丙烯复合材料的文献研究报道。在可选的共混填料中，纳米SiC晶须由于具有价格低廉、高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好和热膨胀系数小，以及良好的电绝缘性能等优良特性而得到广泛应用。但纳米SiC小的晶须粒度使其表面能较高，从而由于极易团聚而影响了纳米SiC晶须的实际填充分散效果。所以选用纳米SiC晶须作为共混填料时需要对其表面进行化学改性，以降低SiC晶须的表面能来减小晶须粒子之间的附聚力，改善其在聚丙烯基体中的分散均匀性，降低两相界面张力来提高纳米SiC晶须与基体树脂之间的润湿性、相容性和结合力，从而改善聚丙烯复合材料的综合性能。本文先将纳米SiC晶须进行表面有机改性，把超支化聚芳酰胺接枝到纳米SiC晶须表面，然后再添加不同含量的SiC-HBP晶须与聚丙烯树脂基体挤出熔融共混，制备得到一种新型改性聚丙烯复合材料。

发明内容：

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种新型改性聚丙烯复合材料及其制备方法的技术方案。该复合材料在显著提高聚丙烯复合材料冲击韧性的基础上，还明显改善其强度与刚度，对加工流动性能也有所提升。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

1.一种新型改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括对纳米SiC晶须进行表面接枝改性，用三步法将超支化聚芳酰胺接枝到纳米SiC晶须表面：

首先，用浓度为30wt％的双氧水对碳化硅晶须进行羟基化(SiC-OH)；

接下来，以二甲苯作为溶剂，在硅烷偶联剂作用下制得硅烷化碳化硅晶须(SiC-APS)；

接下来，将硅烷化碳化硅晶须和3,5-二氨基苯甲酸以相同比例在N-甲基吡咯烷酮中反应制得超支化聚芳酰胺接枝碳化硅晶须(SiC-HBP)；

最后，将其置于100℃的烘箱中真空干燥至恒重以除掉溶剂，烘干后研磨备用。

添加不同含量的SiC-HBP晶须到聚丙烯树脂基体中制备新型的改性聚丙烯复合材料，该复合材料各组分重量百分比为：均聚或共聚聚丙烯40-80wt％，SiC-HBP晶须5-20wt％，无碱玻纤纱5-15wt％，接枝PP 0-5wt％，硫酸钡5-10wt％，主抗氧剂0.1-0.5wt％，辅助抗氧剂0.1-0.5wt％，其他助剂0.1-1wt％。

按上述重量百分比的物料加入高速混料机混料均匀，将混合物料送入双螺杆挤出机，挤出熔融造粒，得到超支化碳化硅晶须改性的新型聚丙烯复合材料。

所述的一种新型改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯包括不同流动性的高结晶均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种，添加质量分数为40-80％。

所述的一种新型改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述SiC-HBP晶须的质量百分比为5-20％，优选百分比为20wt％。

与现有技术相比，本发明的优点在于：经过超支化聚芳酰胺改性后可以降低SiC晶须颗粒的表面能和表面极性，并能够提高碳化硅粒子在聚丙烯树脂基体中的分散程度而减少团聚现象；降低两相界面张力来提高纳米SiC晶须与基体树脂之间的润湿性、相容性和结合力，从而改善聚丙烯复合材料的机械强度。另一方面，以此超支化改性碳化硅晶须与聚丙烯共混，使得超支化层能很强的吸附聚丙烯分子链,成为聚丙烯结晶所需的晶核,起到了异相成核的作用,表现为结晶温度的提高。同时通过填充无碱玻纤纱和硫酸钡来进一步提高材料的机械性能和光泽度；添加的多种抗氧剂保证了材料的寿命，避免老化。

具体实施方式：

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明不限于这些实施例，包括以下步骤：