[发明专利]一种耐冲击改性PP材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种耐冲击改性PP材料及其制备方法，先采用强酸溶液将无机粒子进行改性处理，再将有机成核剂与无机粒子复配制备微乳液，之后采用真空吸附法将微乳液吸附在PP颗粒的孔隙中，再经熔融挤出制备PP/复配成核剂母粒，对未吸附的微乳液进行喷雾干燥得到无机/有机复配成核剂粉末，最后将母粒、复配成核剂粉末与PP、EPDM熔融共混挤出，得到耐冲击改性PP材料。通过液态与固态两种方式将有机成核剂与无机粒子添加到树脂基体中，提高了复配成核剂在PP基体中的分散性，使有机成核剂和无机粒子在PP基体中实现良好分散，克服了有机磷酸盐成核剂在树脂基体内分散性差的问题。

技术领域

本发明涉及聚合物技术领域，具体涉及一种耐冲击改性PP材料及其制备方法。

背景技术

PP是种性能优良的通用树脂，但其韧性不理想，因而限制了应用。为了达到想要的高韧性聚丙烯，可以通过物理或化学的方法去改性聚丙烯，而在众多聚丙烯改性研究中，通过添加增韧剂对PP进行增韧改性是近来的研究热点，有研究结果表明，添加橡胶体或刚性粒子等增韧剂对PP整个共混体系的力学性能有不同影响。与EPDM共混是提高PP冲击强度的一种常用方法。

非结晶橡胶体EPDM的加入会影响PP结晶区结晶部分的熔融再结晶。这是因为在熔融再结晶过程中，由于无定型态的EPDM的加入，本身降低共混物结晶度的同时，分子内的柔性长链也会会妨碍PP大分子链的聚集与重排，从而使PP的结晶缺陷增多，结晶度下降。

但对于抗冲击共聚PP的力学性能及耐热性能与其结晶度、结晶形态紧密相关，如果将PP球晶尺寸微细化，则可以在很大程度上提高PP聚合物的抗冲击性能。通过添加适量的成核剂可改善抗冲击PP的结晶性能，从而提高其力学性能及耐热性能。

聚丙烯成核剂种类很多，主要可分为无机和有机两大类。无机主要有滑石粉、白炭黑和云母等，其应用最早且价格低廉，可较好地提高制品的刚性和热变形温度，但缺点是对PP的透明性和表面光泽度改善不大；有机成核剂种类繁多，应用较广。有机类成核剂可显著改善聚丙烯的透明度、刚性和耐热性等，并使成型周期缩短。其中有机磷酸盐系列成核剂用于PP时，制品透明性、刚性、结晶速度和热变形温度有较大幅度的提高，并得到了美国FDA、日本PL认可，且耐热性优异，可耐400℃以上的高温，加工条件选择范围宽，在成型过程中不分解也不会释放难闻的气味，同时，也较少产生对成型机械及螺杆的污染，有机磷酸盐的不足之处就是由于其多数品种的熔点过高，属分散型成核剂，与树脂的相容性有限，分散性差，通常条件下不易混配，容易导致制品表面出现疵点。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种耐冲击改性PP材料的制备方法，提高有机成核剂在PP中的分散性能，进而提高EPDM/PP复合材料的结晶温度，使晶粒细化、致密。

为实现上述技术目的，本发明公开了一种耐冲击改性PP材料的制备方法，先采用强酸溶液将无机粒子进行改性处理，再将有机成核剂与无机粒子复配制备微乳液，之后采用真空吸附法将微乳液吸附在PP颗粒的孔隙中，再经熔融挤出制备PP/复配成核剂母粒，对未吸附的微乳液进行喷雾干燥得到无机/有机复配成核剂粉末，最后将母粒、复配成核剂粉末与PP、EPDM熔融共混挤出，得到耐冲击改性PP材料。

进一步地，所述无机粒子的粒径在15-30nm，所述无机粒子选择纳米碳酸钙、滑石粉、云母粉、纳米二氧化硅或二氧化钛中的任意一种或多种组合。

进一步地，所述强酸溶液采用浓度在36-50％的硫酸溶液或硝酸溶液。

进一步地，所述PP颗粒是内部为多孔结构的球形等规PP颗粒，内部孔隙率在20-40％。

进一步地，所述有机成核剂为有机磷酸盐成核剂，具体选择有机磷酸盐成核剂NA-10、NA-11或NA-21中的一种。

进一步地，在所述耐冲击改性PP材料中EPDM的质量分数在10-18％，无机粒子的质量分数在5-8％，有机成核剂的质量分数在0.1-0.3％。