[发明专利]一种高韧性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高韧性聚丙烯复合材料及制备方法，属于高分子技术领域。本发明的聚丙烯复合材料制品包括如下质量百分比的原料组分：20～35％聚醚酯、0.3～2.5％纳米Al粉、0.5～1.0％抗氧剂、0.8～1.3％润滑剂，余量为聚丙烯；本发明的制备方法包括以下步骤：将聚丙烯复合材料制品的原料组分混合后进行熔融纺丝，形成聚丙烯纤维，然后将聚丙烯纤维加入到模具中加热加压成型，即制得聚丙烯材料制品。本发明制得的聚丙烯复合材料具有较高的力学性能，尤其是韧性。

技术领域

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种高韧性聚丙烯复合材料及制备方法。

背景技术

聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。聚丙烯是一种廉价且应用十分广泛的塑料，可根据成品性能进行相应的加工。具有密度低、抗拉强度搞、耐化学性能好，以及可回收再利用的优点，在使用上具有较多优势。但是聚丙烯的韧性尤其是低温韧性较差限制了其进一步应用和发展。现有技术中常采用各种弹性体来增韧聚丙烯，如乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯系热塑性弹性体等。这些弹性体虽然能够明显改善聚丙烯的冲击性能，但在透明性、耐候性、热稳定性和加工性能等方面仍存在不少缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种力学性能优良的高韧性聚丙烯复合材料。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高韧性聚丙烯复合材料制品，所述聚丙烯复合材料制品包括如下质量百分比的原料组分：20～35％聚醚酯、0.3～2.5％纳米Al粉、0.5～1.0％抗氧剂、0.8～1.3％润滑剂，余量为聚丙烯。

作为优选，所述纳米Al粉的粒径为10～60nm。

本发明在聚丙烯复合材料中添加了少量的纳米Al粉，其均匀分散在聚丙烯复合材料基体中时，能够改善聚丙烯复合材料的微观晶型，提高聚丙烯纤维的接触角，从而有利于聚丙烯纤维力学性能尤其是韧性的提高。聚醚酯的加入能够作为纳米Al粉与聚丙烯之间的桥梁，有效提高二者之间的相容性，减少复合材料成型后内部微裂纹发生的可能性，从而提高复合材料的强度和韧性。纳米Al粉的粒径不能过高，否则会导致聚丙烯纤维接触角的降低，且会导致与基体的相容性变差，从而降低复合材料的力学性能。

作为优选，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂DNP中的一种或两种，所述辅抗氧剂为抗氧剂168。

作为优选，所述润滑剂为硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸脂中的一种或两种。

本发明的另一目的在于提供一种高韧性聚丙烯复合材料制品的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将聚丙烯复合材料的原料组分混合后进行熔融纺丝，形成聚丙烯纤维，将聚丙烯纤维加入到模具中加热加压成型，即制得聚丙烯复合材料制品。

本发明先将聚丙烯复合材料的原料组分制成聚丙烯纤维，再进行加热加压成型，复合材料基体在纺丝过程中形成特定的微观结构和晶型，能够有效提高聚丙烯复合材料制品的韧性，特别是断裂韧性，有利于制品抵抗裂纹的扩展。尤其是纳米Al粉的添加，能够改善聚丙烯复合材料的微观晶型，提高聚丙烯纤维的接触角，从而有利于聚丙烯纤维力学性能尤其是韧性的提高。另外还可减少原料组分在浇注成型过程中的成分偏析，从而提高制品的力学性能。

作为优选，所述熔融纺丝的方法包括将聚丙烯复合材料的原料组分充分混合后，在160～180℃熔融后通过喷丝板挤出到75～82℃的凝固浴中，形成聚丙烯纤维初品。