[发明专利]一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，其由聚丙烯91.2‑77.5份、As₂S₃ 5‑10份、增韧剂3‑10份、抗氧剂0.2‑1份、润滑剂0.4‑0.9份和偶联剂0.2‑0.6份按照重量份数制备而成；其中，所述增韧剂为三元乙丙橡胶、乙烯基弹性体、苯乙烯‑丁二烯弹性体、氢化苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯弹性体中的一种或两种以上的混合，所述抗氧剂为四[β‑（3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和三[2,4‑二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配物。本发明以As₂S₃作为填料改善材料的耐磨性能，提高了材料的耐磨性，同时保持了材料优异的力学性能和硬度。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯具有优异的机械性能、电性能、绝缘性能等，而被广泛用于汽车、建筑等领域，但聚丙烯材料质软，其界面强度低、耐磨性差，而限制了其应用。

目前，国内的耐磨材料主要包括酚醛树脂、玻璃纤维、二硫化钼、碳纤维等，但这些材料最大的缺陷是磨损耗严重。而现有的耐磨聚丙烯的改进方式，通常是通过添加玻璃纤维、石墨、二硫化钼等无机填料改变材料表面硬度，或者添加芥酸酰胺等助剂提高材料表面润滑性，这种改性手段效果有限，仍然对材料的磨耗较大，使用寿命短，容易对磨偶件造成磨损；且添加量较大，对材料的力学性能影响较大。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，以As₂S₃作为填料改善材料的耐磨性能，提高了材料的耐磨性，同时保持了材料优异的力学性能和硬度，解决了现有技术中耐磨性效果提升有限，对材料力学性能影响大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐磨聚丙烯复合材料，其由聚丙烯91.2-77.5份、As2S3 5-10份、增韧剂3-10份、抗氧剂0.2-1份、润滑剂0.4-0.9份和偶联剂0.2-0.6份按照重量份数制备而成；其中，所述增韧剂为三元乙丙橡胶、乙烯基弹性体、苯乙烯-丁二烯弹性体、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体中的一种或两种以上的混合，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复配物。具体来说，这里的复配物是将两种物质按照任意的比例机械共混均匀即可，可以理解的是，这里的机械共混采用本领域常规的搅拌、球磨等均可，因此，这里不再具体的限定，共混的程度以两者混合均匀即可，本领域技术人员可根据需要进行调整，因此，这里也不再具体的限定。

进一步的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或两种混合物。

具体来说，所述的As₂S₃为常规的市售化学品即可，在本发明的一些实施例中所用的As₂S₃的CAS号1303-33-9。

进一步的，所述润滑剂为硅酮类润滑剂、硬脂酸盐类润滑剂、芥酸类润滑剂、乙撑双硬脂酰胺中的任一种或两种以上的混合。

进一步的，所述的偶联剂聚丙烯接枝马来酸酐、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任一种或几种的混合。

本发明还提供了一种上述耐磨聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

按照配比称取聚丙烯、As₂S₃、增韧剂、抗氧剂、润滑剂和偶联剂混合均匀后，加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、造粒，制得所述耐磨聚丙烯复合材料。前述原料的混合时间不进行具体的限定，本领域技术人员可根据需要进行调整，只要能实现上述原料混合均匀的目的即可，在本发明的一些实施例中，以混合5-10min为宜。