[发明专利]一种高韧性阻燃聚丙烯复合材料

说明书

本发明公开了一种高韧性阻燃聚丙烯复合材料，包括以下重量份的原料：PP树脂100份、巯基改性半水硫酸钙晶须2～10份、有机酸官能化氧化石墨烯2～10份、抗氧剂0.1～0.3份、阻燃剂5～30份、润滑剂0.3～1.0份。与现有技术相比，本发明将β成核剂‑半水硫酸钙晶须通过偶联剂及巯基化合物的双重改性，能够有效改善半水硫酸钙晶须在聚丙烯复合材料中分散性，提高聚丙烯复合材料的β成核能力，从而有效改善聚丙烯复合材料的韧性。

技术领域

本发明属于塑料领域，具体涉及一种高韧性阻燃聚丙烯复合材料。

背景技术

聚丙烯是通用热塑性塑料中增长最快的种类之一，与其它通用塑料相比，PP具有原料的来源及其广泛，成本很低，成型和加工简单以及密度很低等良好的通用性能，无毒，加工性能优良，耐热性能好，在110-120℃温度内可长期使用，有较高的屈服、拉伸强度，弹性模量以及对电的绝缘性能良好，优秀的耐应力龟裂性和耐化学药品性，己广泛地应用在化工、食品、包装、建材、医药、汽车等领域中，遍及了我们日常生活的方方面面。然后PP作为高性能工程塑料具有低温脆性高、冲击韧性较差等缺点，尤其在低温下更为严重，这些缺陷使其在市场上尤其是在低温状态下的应用受到了限制。而且PP分子链具有非极性，与一些极性聚合物、无机刚性填充物的相容效果较差，难以形成有效的分散相。这些弊端极大阻碍了PP在工业、农业等方面的发展，尤其制约了PP作为工程塑料模块的领域拓展。因此现阶段为优化PP性能，对PP进行增韧改性，拓宽其应用领域，具有十分重要的意义。

针对PP的增韧改性的方式，主要分为化学法和物理法。其中，物理法主要分为：(1)填充改性：将无机粒子材料或者有机材料加入到PP中，改变分子间的层次结构与分子间应力，从而达到优化PP韧性的效果；(2)晶型改性：在不同的结晶条件下，PP可以形成α、β、γ、δ和拟六方晶5中晶型。其中β晶型属六方晶系，研究显示β晶型的PP拥有良好的冲击强度和韧性。因此，向PP中引入β成核剂可以充分提高β晶型的成核速率与结晶速率，提高晶相中的β晶核含量，达到优化PP韧性的目的。(3)共混改性：根据所需改性效果的不同，将具有特定性能的高分子聚合物材料及无机材料等与PP基料先利用共混机进行材料的物理混合，制备出宏观上分散均匀，微观上各相态良好分离的共混合金材料。

现有技术中，常常采用无机类β成核剂来优化PP的韧性，但无机类β成核剂在聚丙烯中的分散性和相容性较差，导致成核效率较低，因此无机类β成核剂的应用受到了影响。为了提高无机类β成核剂在聚丙烯中的分散性，CN102234394B中记载了将β成核剂-硫酸钙晶须与钛酸酯偶联剂混合，制备得到改性硫酸钙晶须；再将改性硫酸钙晶须与聚丙烯及其他原料混合，以此来优化聚丙烯复合材料的韧性。也有现有技术，将有机酸-乙二酸与硫酸钙晶须直接混合后干燥得到改性硫酸钙晶须，然后添加至聚丙烯材料中来优化聚丙烯的韧性。以上现有技术对硫酸钙晶须的改性中改性剂的结合效果不佳，改性效果有限，其改性后对硫酸钙晶须在聚丙烯中的分散性的提升有限，对聚丙烯韧性的优化也不够理想。

本发明采用偶联剂对半水硫酸钙晶须进行湿法改性，然后再用疏水巯基化合利用硫醇-烯点击反应进行二次改性，制备巯基改性半水硫酸钙晶须能够显著改善硫酸钙晶须在聚丙烯复合材料中的分散性，进而显著提升聚丙烯复合材料的韧性。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高韧性阻燃聚丙烯复合材料，有效解决聚丙烯塑料低温脆性高、冲击韧性较差等缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种高韧性阻燃聚丙烯复合材料，包括以下原料：PP树脂、改性半水硫酸钙晶须、有机酸官能化氧化石墨烯、抗氧剂、阻燃剂、润滑剂。