[发明专利]一种改性聚丙烯家具复合材料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种改性聚丙烯家具复合材料及其制备方法和用途，所述复合材料包括以下成分：共聚聚丙烯、聚乙烯、增韧剂、相容剂、填料；填料包括有机改性蒙脱土，有机改性剂选自脂肪族二异氰酸酯和脂肪族二胺。本发明使用脂肪族二异氰酸酯和脂肪族二胺对蒙脱土进行有机改性处理，一方面改善了蒙脱土的亲油性，另一方面使有机改性蒙脱土在熔融挤出时可与聚丙烯复合材料中的含有酸酐基团的相容剂发生反应，不仅能改善了聚丙烯复合材料的低温韧性，还能进一步提高蒙脱土与聚丙烯材料之间的相互作用，赋予复合材料长久耐候性。本发明复合材料刚性和韧性优异，可应用在对刚性和韧性要求高的异形家具领域。

技术领域

本发明属于聚丙烯复合材料技术领域，具体的，本法明涉及一种改性聚丙烯家具复合材料及其制备方法和在异形家具领域的用途。

背景技术

聚丙烯(PP-polypropylene)是一种性能优良的热塑性合成树脂,具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度、抗挠曲性等优点,是优秀的建材、家具基料。在五大通用塑料中,产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯,国内消费量仅次于聚乙烯位列第二位，但聚丙烯的耐候性差，因其链上存在大量不稳定叔碳原子，在有氧条件下，只需要很小的能量就可以将叔碳原子上的氢脱除成为叔碳自由基，活泼的的叔碳自由基可自发的进一步引发聚丙烯链断裂，其后果是分子降解，高分子相对质量下降，进而产品、制件变色、变硬、开裂，这极大限制了聚丙烯在对外观及力学性能有要求的建材、家具领域的应用。

提高聚丙烯耐候性的方法有多种，其中成本比较低，操作起来又比较简单的是在聚丙烯材料中掺杂无机填料，蒙脱土是一种由纳米厚度的硅酸盐片层构成的粘土，因其来源广泛、价格低廉是在聚丙烯中最常用的无机填料之一。蒙脱土的基本结构单元是由一片铝氧八面体夹在两片硅氧四面体之间，靠共用氧原子而形成的层状结构，在这些片层表面有过剩的负电荷，致使蒙脱土片层常常吸附有钠、钾、钙等水合阳离子而表现出吸水疏油性，所以在利用蒙脱土改善聚丙烯耐候性的时候，需要首先对蒙脱土进行疏水改性，如专利CN03115233.3公开了聚丙烯/蒙脱土插层型的纳米复合材料的制备方法，有机改性蒙脱土的阳离子交换剂是16-18碳烷基铵盐或双16-18碳烷基铵盐，本发明所制得的聚丙烯/蒙脱土插层型纳米复合材料中，有机改性蒙脱土在聚丙烯基体中分散均匀；专利CN00104624.1公开了一种聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料及制备方法，该发明采用液相插层法制聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料，即在液相反应器中通过离子交换反应，扩大蒙脱土的片层间距，同时极性处理的PP分子链和接枝单体在液相状态下插入分散，蒙脱土粒子在PP基体中均匀分散，形成聚丙烯与蒙脱土纳米尺度的结合，得到聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料。该专利采用有机试剂对蒙脱土进行改性，提高其和有机材料的亲和性，改善其在有机树脂中的分散性能，但上述方法制备的插层型蒙脱土不能充分发挥纳米级蒙脱土的优点，反而使得聚丙烯复合材料在更易脆断，抗蠕变性能差。

因此，开发一种耐候性好，低温韧性优秀的聚丙烯复合材料对于聚丙烯材料在建材、家具领域的推广起着关键作用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题，提出一种改性聚丙烯家具复合材料及其制备方法，使用脂肪族二异氰酸酯和脂肪族二胺对蒙脱土进行有机化处理，制备具有胺基链端官能团的有机改性蒙脱土，这种有机化改性处理方式一方面改善了蒙脱土的亲油性，另一方面使有机改性蒙脱土在熔融挤出时可与聚丙烯复合材料中的含有酸酐基团的相容剂发生挤出反应形成酰亚胺键，不仅能提高聚丙烯复合材料的低温韧性，还能进一步提高蒙脱土与聚丙烯材料之间的相互作用，防止蒙脱土析出影响聚丙烯复合材料制件的美观，赋予复合材料长久耐候性。

为实现上述目的，本发明采取的具体的技术方案是：

一种改性聚丙烯家具复合材料，所述复合材料包括以下成分：共聚聚丙烯、聚乙烯、增韧剂、相容剂、填料；所述填料包括有机改性蒙脱土，有机改性剂选自脂肪族二异氰酸酯和脂肪族二胺。