一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：将凹凸棒石和纳米二氧化钛混合，再加入无水乙醇和增溶剂，进行超声分散，得到超声分散物；在聚丙烯中加入所述超声分散物进行混合，然后挤出造粒、干燥，制得。本发明专利技术将凹凸棒石和纳米二氧化钛混合，加入无水乙醇和增溶剂，然后再进行超声分散，其超声分散物可有效改性聚丙烯，在提高聚丙烯复合材料抗紫外老化性能的同时，还可以有效提高聚丙烯的原始力学性能。

Modified polypropylene composite material and preparation method thereof

The invention discloses a modified polypropylene composite material and a preparation method. The method comprises the following steps: mixing attapulgite and nanometer titanium dioxide, adding anhydrous ethanol and solubilizing agent, dispersing ultrasonic dispersion to obtain ultrasonic dispersion, mixing the ultrasonic dispersant in polypropylene, and squeezing out. Granulation, drying, made. The invention combines attapulgite and nano titanium dioxide, adding anhydrous ethanol and solubilizing agent, and then dispersing the ultrasonic dispersion, and the ultrasonic dispersion can effectively modify polypropylene. It can improve the anti UV aging properties of the polypropylene composite, and can effectively improve the original mechanical properties of polypropylene.

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于聚丙烯复合材料
，具体涉及一种改性丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯(PP)具有良好的力学性能和加工性能且合成方法简单、原料来源丰富、价格低廉，应用领域广泛。但由于存在化学活性较高的叔碳原子，使得聚丙烯材料易在紫外光照射下老化，导致性能下降，所以需对聚丙烯进行改性，以弥补其抗紫外老化能力的不足。目前，通过加入蒙脱土来改善聚丙烯材料的抗紫外老化性能，但其所添加量对聚丙烯材料的力学性能影响较大，当蒙脱土的含量很少时，能提高聚丙烯的模量和冲击强度，但随着填料含量增加，不但达不到增强效果，力学性能反而会下降。此外，还可通过加入云母来增强聚丙烯抗紫外老化性能，但其冲击韧性会下降。因此，通过添加适当的添加剂来改性聚丙烯，在进一步提高其抗紫外老化性能的同时，改善其力学性能是亟待解决的问题。凹凸棒石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸粘土矿物，具有特殊的纤维和多孔结构，表现出不同寻常的胶体和吸附性能，可作为载体、增稠剂、空气净化剂等，但目前利用其协效改善聚丙烯的抗紫外老化性能还鲜有报道。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法，本专利技术通过加入凹凸棒石和纳米二氧化钛，来增强聚丙烯在抗紫外老化能力方面的性能，明显降低聚丙烯复合材料在紫外照射后的力学性能衰减幅度，同时还可有效提高聚丙烯原始力学性能。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改性聚丙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：(1)将凹凸棒石和纳米二氧化钛混合，再加入无水乙醇和增溶剂，进行超声分散，得到超声分散物；(2)在聚丙烯中加入所述超声分散物进行混合，然后挤出造粒、干燥，制得；其中，聚丙烯和超声分散物的重量比为95-98:2-5。进一步地，步骤(1)中凹凸棒石和纳米二氧化钛的重量比为1:3-4。进一步地，步骤(1)中凹凸棒石和纳米二氧化钛的重量比为1:4。进一步地，步骤(1)中增溶剂为吐温-80、脂肪醇磺酸酯、烷基磺酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。进一步地，步骤(1)中无水乙醇的加入量为凹凸棒石和纳米二氧化钛混合物重量的4-5倍；增溶剂的加入量为纳米二氧化钛重量的5％-10％。进一步地，步骤(1)中无水乙醇的加入量为凹凸棒石和纳米二氧化钛混合物重量的5倍；增溶剂的加入量为纳米二氧化钛重量的10％。进一步地，步骤(1)中超声分散时温度为40-60℃，转速为200-250r/min，时间为2-3h。进一步地，步骤(2)中聚丙烯和超声分散物的重量比为96:4。进一步地，步骤(2)中挤出的具体步骤为：在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机的加料段温度为100-190℃，中间挤压熔融段的温度为210-220℃，机头温度为210-220℃，主喂料转速为8-10r/min，主机转速为240-260r/min。本专利技术提供的改性聚丙烯复合材料及其制备方法，具有以下有益效果：(1)凹凸棒石作为黏土纳米材料，具有优异的机械性能，凹凸棒石的加入可在聚丙烯基体中形成良好的物理交联点，从而提高聚丙烯网状结构的自由体积，进而可以提高聚丙烯复合材料的强度和韧性，增强其力学性能。将凹凸棒石和纳米二氧化钛混合，加入无水乙醇和增溶剂，然后再进行超声分散，其超声分散物可有效改性聚丙烯，在提高聚丙烯复合材料抗紫外老化性能的同时，还可以有效提高聚丙烯原始力学性能。(2)本专利技术制备方法简单可行，成本低，效果佳，适合工业化生产。附图说明图1为实施例1所得的复合材料在紫外线照射条件下其典型应力应变曲线图。图2为对比例3中纯的聚丙烯材料在紫外线照射条件下其典型应力应变曲线图。具体实施方式实施例1一种改性聚丙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：(1)将凹凸棒石和纳米二氧化钛以质量比为1:4混合，倒入三颈玻璃瓶中，并加入凹凸棒石和纳米二氧化钛混合物5倍重量的无水乙醇以及10％纳米二氧化钛重量的吐温-80，将三颈玻璃瓶放入超声波清洗机中，设置超声清洗机的温度为60℃，增力电动搅拌器的转速为200r/min，震荡搅拌2h，然后离心、过滤、干燥；(2)将纯PP和步骤(1)所得物按照49:1的质量比混合，然后加入双螺杆挤出机中进行挤出混料，设定双螺杆挤出机的加料段温度依次为100℃，130℃，150℃，190℃，熔融段温度为220℃，机头温度为215℃，主喂料转速为8r/min，主机转速为240r/min，料挤出后经冷却水槽冷却后再由造粒机造粒，最后干燥，制得。将制得的改性聚丙烯复合材料制成测试样条，然后采用紫外人工加速老化箱进行测试，箱中安装紫外灯，紫外辐射强度为0.89W/m2，光源-试样距离为40cm，箱中温度为45℃，老化时间为480h，在该紫外照射条件下，复合材料的应力应变曲线图见图1。抗紫外老化结束后再测定其力学性能，测定结果为：拉伸强度由37.26MPa衰减为35.83MPa，抗冲击强度由11.21KJ/m2下降到10.15KJ/m2，邵氏硬度由97HD下降到90HD，维卡软化温度由164.6℃下降到158.2℃。实施例2一种改性聚丙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：(1)将凹凸棒石和纳米二氧化钛以质量比为1:4混合，倒入三颈玻璃瓶中，并加入凹凸棒石和纳米二氧化钛混合物5倍重量的无水乙醇以及10％纳米二氧化钛重量的脂肪醇磺酸酯，将三颈玻璃瓶放入超声波清洗机中，设置超声清洗机的温度为60℃，增力电动搅拌器的转速为200r/min，震荡搅拌2h，然后离心、过滤、干燥；(2)将纯PP和步骤(1)所得物按照48:2的质量比混合，然后加入双螺杆挤出机中进行挤出混料，设定双螺杆挤出机的加料段温度依次为100℃，130℃，150℃，190℃，熔融段温度为215℃，机头温度为210℃，主喂料转速为10r/min，主机转速为250r/min，料挤出后经冷却水槽冷却后再由造粒机造粒，最后干燥，制得。将制得的改性聚丙烯复合材料制成测试样条，然后采用紫外人工加速老化箱进行测试，箱中安装紫外灯，紫外辐射强度为0.89W/m2，光源-试样距离为40cm，箱中温度为45℃，老化时间为480h，抗紫外老化结束后再测定其力学性能，测定结果为：拉伸强度由36.74MPa衰减为35.34MPa，抗冲击强度由12.37KJ/m2下降到11.15KJ/m2，邵氏硬度由105HD下降到97HD，维卡软化温度由166.1℃下降到161.2℃。实施例3一种改性聚丙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：(1)将凹凸棒石和纳米二氧化钛以质量比为1:3混合，倒入三颈玻璃瓶中，并加入凹凸棒石和纳米二氧化钛混合物4倍重量的无水乙醇以及5％纳米二氧化钛重量的吐温-80，将三颈玻璃瓶放入超声波清洗机中，设置超声清洗机的温度为60℃，增力电动搅拌器的转速为200r/min，震荡搅拌2h，然后离心、过滤、干燥；(2)将纯PP和步骤(1)所得物按照48:2的质量比混合，然后加入双螺杆挤出机中进行挤出混料，设定双螺杆挤出机的加料段温度依次为100℃，130℃，150℃，190℃，熔融段温度为215℃，机头温度为210℃，主喂料转速为10r/min，主机转速为250r/min，料挤出后经冷却水槽冷却后再由造粒机造粒，最后干燥，制得。将制得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将凹凸棒石和纳米二氧化钛混合，再加入无水乙醇和增溶剂，进行超声分散，得到超声分散物；(2)在聚丙烯中加入所述超声分散物进行混合，然后挤出造粒、干燥，制得；其中，聚丙烯和超声分散物的重量比为95‑98:2‑5。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将凹凸棒石和纳米二氧化钛混合，再加入无水乙醇和增溶剂，进行超声分散，得到超声分散物；(2)在聚丙烯中加入所述超声分散物进行混合，然后挤出造粒、干燥，制得；其中，聚丙烯和超声分散物的重量比为95-98:2-5。2.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中凹凸棒石和纳米二氧化钛的重量比为1:3-4。3.根据权利要求2所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中凹凸棒石和纳米二氧化钛的重量比为1:4。4.根据权利要求1所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中增溶剂为吐温-80、脂肪醇磺酸酯、烷基磺酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。5.根据权利要求1或4所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中无水乙醇的加入量为凹凸棒石和纳米二氧化钛混合物重量的4-5倍；增溶剂的加入量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩锐，李光照，彭必友，彭婷，王中最，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51