[发明专利]改性热塑性高聚物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性高分子材料领域，特别是涉及一种改性热塑性高聚物材料及其制备方法。

背景技术

采用刚性粒子或橡胶来改性热塑性高聚物材料是现在通用的手段。其目的是改进热塑性高聚物材料的高收缩率、韧性低、耐低温性能差、耐热性不好、刚柔性不佳、阻燃性不好等问题。但是上述方法只是简单的共混改性，在解决热塑性高聚物材料一种性能的不足时，常会牺牲其他的优异性能。如提高韧性时，拉伸与弯曲强度就会降低很多。究其原因，主要是各种添加物形成的各种分散相的界面缺陷、分散性不理想、分散相不够细小、分散不均匀以及分散方法不合理等造成的。

动物关节具有优异的耐曲挠性、高韧性和高强度。这些性能是由动物的骨骼与韧带的界面特点以及其结构、组织材料与结合方式所决定的。韧带是可弯曲的、纤维状的致密结缔组织。它附着于骨骼的可活动部分，但限制其活动范围。

仿照动物关节与韧带的界面特点及其结构、组织材料特点与结合方式来解决现有热塑性高聚物材料的性能不足，用该方法来制备高性能（如高韧性、高耐曲挠性、高强度、低收缩率等）的复合材料，目前尚未见相关报道。

发明内容

基于此，有必要针对背景技术中存在的问题，提供一种改性热塑性高聚物材料，该改性热塑性高聚物材料仿照动物关节与韧带的界面特点及其结构、组织材料特点与结合方式，使该改性热塑性高聚物材料可以同时具备高韧性、高耐曲挠性、高强度、低收缩率等。

此外，本申请还提供一种改性热塑性高聚物材料的制备方法。

一种改性热塑性高聚物材料，包括依次交织相连的环氧树脂固化包覆物、仿韧带材料和待改性的热塑性高聚物；

所述仿韧带材料包括功能化热塑性弹性体和助剂。

在其中一个实施例中，所述仿韧带材料还包括增强剂、相容剂及有机纳米粘土中的至少一种。

在其中一个实施例中，各原料之间的质量比例关系如下：

环氧树脂固化包覆物 3~80份；

功能化热塑性弹性体 5~30份；

增强剂 0~15份；

相容剂 0~45份；

有机纳米粘土 0~15份；

助剂 0.5~5份；

待改性的热塑性高聚物 30~90份。

在其中一个实施例中，各原料之间的质量比例关系如下：

环氧树脂固化包覆物 5~50份；

功能化热塑性弹性体 3~10份；

增强剂 1~10份；

相容剂 5~30份；

有机纳米粘土 2~10份；

助剂 0.5~3份；

待改性的热塑性高聚物 40~80份。

在其中一个实施例中，所述功能化热塑性弹性体选自氯化聚乙烯弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰胺弹性体、有机硅弹性体、聚丙烯酸酯弹性体及聚烯烃类弹性体中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述增强剂选自石棉粉、硅灰石粉、凹凸棒粉、海泡石粉、短切有机纤维、短切无机纤维、云母粉及滑石粉中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述相容剂与所述待改性的热塑性高聚物相匹配，且可与所述环氧树脂固化包覆物表面基团反应。

在其中一个实施例中，所述助剂选自抗氧剂、润滑剂、抗光老化剂、着色剂及偶联剂中的至少一种。

一种改性热塑性高聚物材料的制备方法，以质量份数计，包括以下步骤：

将3~80份环氧树脂固化包覆物、5~30份功能化热塑性弹性体、0~15份增强剂、0~45份相容剂、0~15份有机纳米粘土和0.5~5份助剂混合均匀，熔融混合挤出，得到母料；

将10~70份所述母料和30~90份待改性的热塑性高聚物混合均匀，熔融混合挤出，得到所述改性热塑性高聚物材料。

在其中一个实施例中，所述改性热塑性高聚物材料的制备方法，以质量份数计，包括以下步骤：

将5~50份环氧树脂固化包覆物、3~10份功能化热塑性弹性体、1~10份增强剂、5~30份相容剂、2~10份有机纳米粘土和0.5~3份助剂混合均匀，熔融混合挤出，得到母料；

将20~60份所述母料和40~80份待改性高聚物混合均匀，熔融混合挤出，得到所述改性热塑性高聚物材料。