[发明专利]一种高强度耐寒无规共聚聚丙烯复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度耐寒无规共聚聚丙烯复合材料的制备方法，属于塑料技术领域。本发明通过添加碳化硅纳米晶须，制备高强度耐寒无规共聚聚丙烯复合材料，碳化硅纳米晶须作为改性剂可以提高无规共聚聚丙烯的耐寒性，改性后的无规共聚聚丙烯不但具有较好的韧性，还具有良好的耐热性和尺寸稳定性。碳化硅纳米晶须和无规共聚聚丙烯的接触面积较大，当树脂基体受到外力冲击时，在其周围可以产生较多的微裂纹吸收能量，同时，纳米晶须其与无规共聚聚丙烯的相容性较好，纳米晶须可以阻止裂纹的增长，晶须在加工应力的作用下，可以迅速有规律的排在塑化的基体中，并且能够防止裂纹的生长，使得能量能够快速的被分散，从而有效提高基材的耐寒性能。

技术领域

本发明涉及一种高强度耐寒无规共聚聚丙烯复合材料的制备方法，属于塑料技术领域。

背景技术

近几年各种各样的聚丙烯(PP)聚合物被广泛开发及应用，以PP为基体，先后开发了均聚的PPH(Ⅰ型)，嵌段共聚的PPB(Ⅱ型)和无规共聚的PPR(Ⅲ型)三种新型材料。其中无规共聚聚丙烯(PPR)是乙烯单体无规共聚入PP主链中开发的新型聚合物。PPR由于其优良的综合性能越来越多的受到人们的重视，应用领域不断扩大。主要用于管材、包装袋、汽车元件、家具等工业领域。PPR材料具有良好的耐热性和耐压强度，且高温蠕变性能良好。与其它塑料相比，在环保性、可回收利用性、加工工艺的复杂程度等方面都具有很大的优势。但是，由于PPR缺口冲击强度不高，尤其是在低温(低于0℃)或高应变速率下其脆性尤为突出，冲击性能等方面还远远达不到工业领域的各项技术要求，在一定程度上限制了其应用范围。因此，有效提高PPR材料的抗低温冲击性能就成为亟待解决的关键性技术问题。

PPR聚合物材料及制品多用于管材、汽车元件、家具等工业领域。近几年，我国建筑行业更是普遍采用PPR管材作为室内外冷热水专用管。这就要求其不仅要具有良好的耐热性和耐压强度，还要具有较好的抗低温及超低温冲击韧性。尤其是在我国北方大部分地区，由于地理位置的原因平均气温较低，冬季的温度甚至可以达到-20℃～-30℃，普通PPR管材已经不能满足该区域的使用需求。因此，提高PPR材料抗低温冲击性能就成为扩大其使用区域及使用寿命的关键问题。

获得高抗低温冲击强度PPR材料的方式主要有两种：其一，通过改性技术和相容性技术改善树脂/增强相的界面相容性与聚集态结构来提高材料的抗低温冲击性能；其二，采用退火技术，提高PPR材料分子链的流动性及结晶能力，降低球晶尺寸，诱导α晶向β晶的转变从而提高材料的综合力学性能。国内外研究者做了大量的工作，主要通过加入填料来提高PPR材料的力学性能，或者通过加入β成核剂以达到增强增韧的目的。然而以上方法均存在着明显的第二相分布不均、颗粒团聚及与基体相容性差等问题。这必然会导致材料的受力缺陷，从而加速低温下裂纹的产生及扩散。

因此，针对亟需研制出一种综合性能优异的抗低温塑料材料，来弥补市场的空缺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有方法制备的无规共聚聚丙烯材料因为受力缺陷，从而加速低温下裂纹的产生及扩散的问题，提供了一种高强度耐寒无规共聚聚丙烯复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

(1)将无规共聚聚丙烯材料、改性碳纤维、碳化硅纳米晶须、硬脂酸钠、丙三醇、抗氧剂1010置于高速混合机，常温下以800～1000r/min转速搅拌混合20～30min，得混合料；

(2)将混料料置于双螺杆挤出机中混合15～20min，挤出造粒，得混合粒料；

(4)将混合粒料置于注塑机中保压注塑6～10s，常温冷却，得高强度耐寒无规共聚聚丙烯复合材料。

所述的无规共聚聚丙烯材料、改性碳纤维、碳化硅纳米晶须、硬脂酸钠、丙三醇、抗氧剂1010的重量份为80～100份无规共聚聚丙烯材料、16～20份改性碳纤维、20～25份碳化硅纳米晶须、8～10份硬脂酸钠、4～5份丙三醇、0.4～0.5份抗氧剂1010。