[发明专利]一种纳米改性聚丙烯抗老化专用料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯抗老化专用料的制备方法，尤其涉及一种纳米改性聚丙烯抗老化专用料的制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，其产量仅次于PE和PVC位居第三位。聚丙烯来源丰富，价格低廉；具有力学性能优良，电绝缘性良好和耐应力开裂等优点，而且还有良好的化学稳定性，成型加工容易，可用于注射、挤出和中空成型等多种方法，可高效率地制成多种制品。但聚丙烯存在以下缺点：l)分子链节上的侧甲基降低了链的柔韧性，球晶颗粒较大，使得其脆化，耐冲击性能差，高温刚性不足。2)它是一种非极性聚合物，其染色性、粘结性、抗静电性以及与无机相容性都较差。3)加工成型收缩率大，其制品的尺寸稳定性较低。4)耐老化降解性能差。这些缺点限制了聚丙烯作为某些目标产品(包括注塑级、纤维级、薄膜级等)的原料或专用料的应用。因此，需要提高它的综合性能，以便对其进行深度的开发利用。目前聚丙烯工业正朝着调整产品结构，开拓新的应用领域，增加新型高性能的品种、牌号，开发以聚丙烯为基础的合金材料，大力研究聚丙烯改性技术和改性产品，促使聚丙烯向工程塑料及功能材料等方向发展。聚丙烯具有冲击强度高及优异的机械、热、电综合性能，广泛用于汽车、航空航天、电子电器、包装、建筑材料及医疗器械等领域。目前，随着科学技术的发展，聚丙烯的应用己向多功能、专用化、系列化方向发展，因此，对聚丙烯的改性不再仅仅满足于共混共聚改性，需要拓展更广的改性途径。

纳米级超微细分散相的分散体系与聚合物基体复合所得到的材料称为聚合物纳米复合材料，这类材料大多是由聚合物和无机相进行复合而得到的。在21世纪，纳米复合材料将迅速发展成为最先进的复合材料之一。

纳米无机粉体填充聚合物材料可以提高聚合物材料的刚性、硬度和耐磨性等性能，而普通的无机粉体填料填充聚合物材料在增强这些性能的同时都会降低聚合物材料的强度和韧性。纳米无机粉体由于粒径小、比表面积大，在聚合物复合材料中，与基体间有很强的结合力，这不仅能提高材料的刚性和硬度，还可以起到增韧的效果。把纳米颗粒均匀地添加到塑料中可达到全面改善增强塑料性能(提高强度和延伸率、提高耐磨性和改善材料表面粗糙度、提高抗老化性能)的目的。

已知利用无机纳米材料如纳米CaCO₃、ZnO、SiO₂、TiO₂、粘土与聚丙烯进行纳米复合可以获得具有高硬度、高模量、高耐划痕等机械性能或具有良好的耐热性能、低透气性、对紫外光的吸收性能的纳米无机粉体填充聚合物材料。但上述纳米粉体或者不能全面提升聚丙烯材料的性能或者对聚丙烯材料具有很强的催化降解作用。此外，无机纳米颗粒在有机聚合物基体中的均匀分散也是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是在聚丙烯主要成分的基础上，通过选择合适的经过表面改性的复合纳米氧化物对聚丙烯材料的物理、化学性能进行综合改进。在提高聚丙烯材料材料强度、韧性、抗冲击性能的同时，改进材料的老化性能。

本发明的技术方案如下：一种纳米改性聚丙烯抗老化专用料的制备方法，包括如下步骤：

a)采用TiCl₄、Zn₃(C₆H₅O₇)₂·2H₂O、Mg(NO₃)₂·6H₂O作为初始原料，按照通式Ti_aMg_bZn_cO_X称量，其中a＝0.6-0.7，b＝0.2-0.3，c＝0.1-0.15，X≥1.5；将TiCl₄、Zn₃(C₆H₅O₇)₂·2H₂O、Mg(NO₃)₂·6H₂O混合，加入去离子水配成溶液，溶液中金属离子的浓度为0.60-0.70mol/L；将上述溶液雾化为10微米粒径的液滴，在35-40L/min的载气流量下导入反应室中；采用500～700℃温度下脉动流加热的方法，在反应室中对雾化溶液进行热处理，脉冲频率60～130Hz；获得复合纳米氧化物粉体；