[发明专利]一种应用于聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的协同作用界面层制备方法

说明书

本发明公开一种应用于聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的协同作用界面层制备方法，首先将纳米二氧化硅(nano‑SiO₂)粒子放入固体搅拌机，然后将硅烷偶联剂(KH)溶液直接喷洒在纳米二氧化硅(nano‑SiO₂)粒子上并搅拌，再在100～120℃的温度下烘干1.5～2小时；在聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano‑SiO₂)复合材料挤出过程中，在表面修饰硅烷偶联剂的纳米二氧化硅(nano‑SiO₂)粒子中添加增溶剂(PP‑g‑MAH)，从而在聚丙烯(PP)和纳米二氧化硅(nano‑SiO₂)粒子之间形成具有硅烷偶联剂和增溶剂的协同作用界面层，该协同作用界面层不但大大提高了聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的相容性和界面粘接性，改善复合材料的流变性能，而且还能有效地传递和松弛界面上的应力，更好的吸收和分散外界冲击能。

技术领域

本发明涉及一种应用于聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的协同作用界面层制备方法，属于高分子复合材料技术领域。

背景技术

聚丙烯(PP)是用得较多五大通用塑料，缺点是冲击强度低，应用范围受到了一定的限制。随着纳米材料的出现，开始采用无机纳米粒子填充聚丙烯，这种改性方法能大幅度降低成本，提高材料的刚度，改善聚丙烯(PP)的冲击韧性。但由于其两相相容性较差，单纯的熔融共混体系比纯的性能差。因此，目前研究的一个热点是寻找一种良好的界面处理剂应用于不相容的共混体系，形成具有界面相容的相分离结构，以求获得结构和性能优异的复合材料。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种应用于聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的协同作用界面层制备方法，该协同作用界面层不但大大提高了聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的相容性和界面粘接性，改善复合材料的流变性能，而且还能有效地传递和松弛界面上的应力，更好的吸收和分散外界冲击能，从而提高聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料综合性能。

本发明是这样构成的：一种应用于聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的协同作用界面层制备方法，包括以下步骤：

步骤一、首先将纳米二氧化硅(nano-SiO₂)粒子放入固体搅拌机，然后将硅烷偶联剂(KH)溶液直接喷洒在纳米二氧化硅 (nano-SiO₂)粒子上并搅拌，搅拌10～30分钟后，将纳米二氧化硅(nano-SiO₂)粒子取出，并在100～120℃的温度下烘干1.5～2小时；

步骤二、在180～210℃的温度下按配方将聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano-SiO₂)复合材料放入双螺杆挤出机挤出造粒，在挤出过程中，在表面修饰硅烷偶联剂(KH)的纳米二氧化硅(nano-SiO₂) 粒子中添加增溶剂(PP-g-MAH)，使聚丙烯(PP)基体和硅烷偶联剂(KH)之间形成增溶剂层，进而在聚丙烯(PP)和纳米二氧化硅 (nano-SiO₂)粒子之间形成具有硅烷偶联剂和增溶剂的协同作用界面层。

上述方法中，所述固体搅拌机的转速为150～350转/分，所述双螺杆挤出机转速为90～100转/分。

上述方法中，按质量百分比计算，所述聚丙烯(PP)、硅烷偶联剂(KH)、增溶剂(PP-g-MAH)以及纳米二氧化硅(nano-SiO₂)的占比分别为92％、1％、5％以及2％。

由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明的协同作用界面层，即：由增溶剂(PP-g-MAH)和硅烷偶联剂组成的协同作用界面层，这种协同作用界面层不但大大提高了聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的相容性和界面粘接性，改善复合材料的流变性能，而且还能有效地传递和松弛界面上的应力，更好的吸收和分散外界冲击能，从而提高聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料综合性能，为开发新型聚合物纳米复合材具有重要的实际意义和广阔的应用前景。

附图说明