[发明专利]一种高强高韧的聚丙烯复合材料

说明书

本发明提供一种高强高韧的聚丙烯复合材料，其包括如下重量份材料：聚丙烯55～65份；聚对苯二甲酸乙二醇酯5～15份；POE‑g‑MAH 5～10份；茂金属聚乙烯5～10份；高密度聚乙烯7～12份；碳酸钙6～15份；铝酸酯偶联剂1～2份；邻苯二甲酸二辛酯1～1.5份；抗氧化剂0.2～0.5份。其中首先在90～100℃温度下，将铝酸酯偶联剂与碳酸钙进行搅拌5～10min，再加入邻苯二甲酸二辛酯搅拌7～10min对碳酸钙进行预处理后，再加入其他组分。本发明在显著提高聚丙烯韧性及抗蠕变性能的同时，共混物的刚性和拉伸强度也没有收到影响，得到的聚丙烯复合材料的综合力学性能好，应用范围广。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯材料。更具体地说，本发明涉及一种高强高韧各项力学性能均衡的聚丙烯复合材料。

背景技术

聚丙烯(PP)原料来源丰富，价格便宜，相对密度小，加工性能优良，屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳，其制品无毒无味、光泽性好，因此被广泛的应用于汽车、机械、家电、包装等领域。但聚丙烯成型收缩率大、质脆，缺口冲击强度低，特别是低温时尤为严重，随着聚丙烯在各行业需求的逐步增长及科学技术的发展，人们对聚丙烯材料的综合性能要求越来越高，导致其很多性能急需改进。

高分子的共混可以改变高分子物的物理机械性能、改善加工性能、降低成本和扩大适用范围。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)与PP进行共混，可提高PP基体的抗冲击性能、韧性、尺寸稳定性等，但由于PET与PP两种聚合物分子结构上的差异，相容性差，共混效果不理想，目前多数在共混物中加入弹性体进行机械共混，虽然有效提高了PP和PET的相容性，但也引起了共混物的拉伸弹性模量等刚性指标和强度的下降，限制了其在工程领域中的应用。

发明内容

作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，在使用PET对PP进行共混改性时，POE-g-MAH、HPDE和碳酸钙的协同使用在提高共混材料相容性的同时，不会影响到共混物的强度和刚性。基于这种发现，完成了本发明。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种高强高韧的聚丙烯复合材料，其能够显著提高聚丙烯韧性及抗蠕变性能的同时，共混物的刚性和拉伸强度也没有收到影响，得到的聚丙烯复合材料的综合力学性能好，应用范围广。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高强高韧的聚丙烯复合材料，其包括如下重量份材料：

其中，首先在90～100℃温度下，将所述铝酸酯偶联剂与碳酸钙进行混合搅拌5～10min，再加入所述邻苯二甲酸二辛酯搅拌7～10min对碳酸钙进行预处理后，再加入其他组分进行制备聚丙烯复合材料。

聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)属于热力学不相容的体系，两者若简单的直接进行共混，两相界面清晰，界面松散。相容剂POE-g-MAH的加入可显著改善PP和PET的相容性，且可明显降低分散相的粒径，提高共混的增韧效果，但也带来了共混物强度降低的明显的负面效果；

茂金属聚乙烯(mPE)分子间的相互作用力大，缠结点多，mPE与POE-g-MAH协同使用可以以较小的添加量即达到增韧的效果，降低了增韧的同时对共混材料引起的负面影响；

HPDE代替部分POE-g-MAH可有效提高共混物的拉伸强度、弯曲强度和模量，增加共混物的抗冲击强度，一定比例的碳酸钙与HDPE配合使用可缓解非晶体POE对PP分子结晶度的影响，显著增加聚丙烯复合材料的拉伸强度，但由于碳酸钙是无机填料，与有机物相容性差，且易聚集成团，由此首先使用铝酸酯偶联剂对碳酸钙进行预处理，可增加与其余有机共聚物的相容性，再加入邻苯二甲酸二辛酯进行改性可提高其在有机分子链中的分散性，从而充分保证了无机填料碳酸钙对复合材料的补强作用。