[发明专利]一种聚丙烯-改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺

说明书

本发明公开了一种聚丙烯‑改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺，涉及木塑材料领域，包括改性蒙脱土的制备，物料的烘干和材料混合挤塑造粒等步骤；本发明复合材料为聚丙烯、木粉、填料、改性蒙脱土和硅烷偶联剂混合造粒制备而成，具有良好的耐候性和耐腐性以及优良的抗机械冲击性、抗疲劳性和尺寸稳定性，改性过的蒙脱土具有更高的分散性，增强材料结构的复合稳定性。

技术领域

本发明涉及木塑材料领域，具体涉及一种聚丙烯-改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺。

背景技术

聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90--0.91g/cm³，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01％，分子量约8万一15万。成型性好，制品表面光泽好，具有良好的力学性能和化学性能。

但因收缩率大(为1％～2.5％)，厚壁制品易凹陷，尺寸稳定性差，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，并且聚丙烯本身材料阻燃性较差。

蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚丙烯-改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺，本发明复合材料具有良好的耐候性和耐腐性以及优良的抗机械冲击性、抗疲劳性和尺寸稳定性，改性过的蒙脱土具有更高的分散性，增强材料结构的复合稳定性。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种聚丙烯-改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将钠基蒙脱土与去离子水加入到反应釜中，搅拌混合均匀，形成悬浮液，向其中加入适量的表面活性剂，升温至65-80摄氏度，以600-1000转/分钟，搅拌混合7-9小时；

(2)将步骤(1)的悬浮液趁热过滤，将滤料用乙醇清洗3-5遍后，放入烘干箱中，在80-90摄氏度下，烘干15-20小时，送至球磨机中进行球磨，过1000-1500目筛，即得改性蒙脱土；

(3)将聚丙烯、木粉和填料分别放入真空干燥箱中干燥15-20小时，控制水分含量在1％以下；

(4)将聚丙烯、木粉、填料和改性蒙脱土按配比加入高速混合机中，控温至60-70摄氏度，混合3-5分钟后，向其中加入适量用丙酮稀释后的硅烷偶联剂，继续搅拌10-15分钟，即得混合物料；

(5)将混合物料加入双螺杆挤塑机中进行挤出造粒，粒料冷却至室温，筛选包装后，即得所述聚丙烯-改性蒙脱土纳米复合材料。

优选地，所述步骤(1)中的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三丁基氯化膦和十四烷基三丁基氯化膦中的一种或几种结合。

优选地，所述步骤(1)中钠基蒙脱土与表面活性剂的质量比为100:3-5。

优选地，所述步骤(4)中聚丙烯、木粉、填料、改性蒙脱土和硅烷偶联剂的质量比例为30-40:10-15:4-8:3-6:0.5-1.2。

优选地，所述步骤(4)中的填料包括纳米氮化硅、纳米二氧化钛、海泡石纤维、二硫化钼和炭黑。

优选地，所述纳米氮化硅、纳米二氧化钛、海泡石纤维、二硫化钼和炭黑的质量配比为：2-3:4-5:5-10:0.5-1:1-2。

优选地，所述步骤(4)中硅烷偶联剂和丙酮的质量比为1:2-5。