[发明专利]一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法，由以下重量份的组分高温挤出制成：聚丙烯100‑150份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10‑15份、木质素磺酸盐5‑8份、改性无机填料20‑25份、抗氧剂2‑4份、润滑剂1‑1.5份。本发明以木质素磺酸盐为强化单元与甲基丙烯酸缩水甘油酯上的环氧基反应，与线性结构的聚丙烯界面通过氢键和π键结合形成网状结构，增加聚丙烯内部结构的相对稳定，提高聚丙烯的韧性，以改性无机填料与与木质素磺酸盐上的活性基团及与聚丙烯进行键合，增强聚丙烯的力学性能、耐热性和抗氧化性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)由丙烯单体通过气相法、本体法及本体-气相组合工艺等方法聚合而成的一种热塑性塑，作为产量最大的通用热塑性塑料之一，PP兼具优良的力学性能与稳定的化学性质，且价格低廉、易于加工，因此相较于其他通用塑料，PP产量增速最快、研发最为集中。由于所具有的优良性能，发展及其迅速，广泛应用在人们的日常生活中。

尽管PP具有很多优良特性，但于PP分子链上含有侧甲基，增强了分子链的刚性，且PP球晶尺寸大，使得其冲击强度低，低温易脆断，其次，PP属非极性聚合物，与极性物质的相容性较差，制品难以进行染色、粘结等二次加工操作。此外，PP还存在尺寸稳定性及抗老化性差等缺点，因此，很有必要对聚丙烯进行改性，以提高其性能，拓宽其应用领域。

现有技术常采用单一方向的材料改性，如采用弹性体增韧改性PP，提高PP树脂的冲击强度；无机刚性粒子填充改性PP，提高材料的刚性、硬度及抗冲击性能，玻纤能显著提高PP的强度、刚性。但单一材料改性过程中，往往会造成聚丙烯的其他性能不足，依然存在环刚度差，受到冲击容易开裂，不抗老化，使用寿命较短的问题，不能同时提高聚丙烯的综合性能。因此，必须采取新的思路和手段对PP进行改性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法，以木质素磺酸盐为强化单元与甲基丙烯酸缩水甘油酯上的环氧基反应，与线性结构的聚丙烯界面通过氢键和π键结合形成网状结构，增加聚丙烯内部结构的相对稳定，通过木质素磺酸盐和甲基丙烯酸缩水甘油酯反应物提高聚丙烯的韧性，以改性无机填料与与木质素磺酸盐上的活性基团及与聚丙烯进行键合，增强聚丙烯的力学性能、耐热性和抗氧化性。

本发明的目的之一是提供一种改性聚丙烯复合材料，所述改性聚丙烯复合材料由以下重量份的组分高温挤出制成：

聚丙烯100-150份、甲基丙烯酸缩水甘油酯10-15份、木质素磺酸盐5-8份、硅烷偶联剂2-5份、改性无机填料20-25份、抗氧剂2-4份、润滑剂1-1.5份。

优选的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，且在230℃、2160g负荷下的熔融指数为3-5g/10min。

优选的，所述改性无机填料的制备方法包括以下步骤：将滑石粉和硫酸镁晶须加入到氢氧化钠溶液中，水浴加热活化后依次加入偶联剂的乙醇溶液，超声后进行水浴回流，静置去除上清液，烘干至恒重得到改性无机填料。

优选的，其中所述滑石粉、硫酸镁晶须、氢氧化钠溶液和偶联剂的乙醇溶液的质量体积比为1g：1g：10-15mL：6-8mL，所述氢氧化钠溶液的浓度为2-4mol/L，所述偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂NDZ-401以体积比为1：2形成的混合偶联剂，偶联剂和乙醇的体积比为3：3-5。

优选的，所述活化的温度为80-90℃，超声反应时间为1-2h，水浴回流的温度为80-90℃，时间为2-4h。

优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168，抗氧剂1010和抗氧剂168的质量比为1:1。

优选的，所述润滑剂为润滑剂EBS。