一种高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料及制备方法技术

技术编号:19018296 阅读:150 留言:0更新日期:2018-09-26 17:47
本发明专利技术公开了一种高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料及其制备方法。本发明专利技术采用聚丙烯作为基料,加入处理好的超细滑石粉、增韧剂、润滑剂,其中滑石粉预先通过一种复配处理剂进行处理,从而获得一种高模量高韧性的聚丙烯复合材料。与普通的滑石粉填充改性聚丙烯相比,该聚丙烯复合材料在弯曲模量提高10%的情况下,缺口冲击强度提高了一倍,其制备方法是将各种原料经高速搅拌机中混合,再放入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。该聚丙烯复合材料生产成本低,市场前景看好,在汽车、家电领域具有极为广泛的市场。

【技术实现步骤摘要】
一种高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料及制备方法
本专利技术涉及改性聚丙烯复合材料领域,特别是一种高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
滑石粉是一种水合硅酸盐,其化学式是3MgO·4SiO2·H2O,其结晶形状可为片状,叶状、针状或块状,纯滑石的结构由一层水镁石夹于两层二氧化硅之间构成,层间彼此叠加,相邻的滑石层依赖弱的范德华力结合,对其施加剪切作用时,很容易发生层间的相对滑动。当滑石粉间的范德华力被破坏,发生层间剥离,有利于形成部分纳米结构的复合材料,从而提高材料的性能。不同的滑石粉对PP/弹性体/滑石粉填充体系的性能影响不一样,一般来讲,低目数的滑石粉填充PP体系,缺口冲击性能低,弯曲模量低,随着滑石粉粒径的减小,材料的机械性能逐渐上升,直至超细滑石粉,达到10000目以上。滑石粉因为粒径太小,易于团聚,处理不好,反而成为缺陷存在于滑石粉填充聚丙烯复合材料中,从而导致材料机械性能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产成本较低,市场前景较好,在汽车、家电领域具有极为广泛的市场的高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料及其制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料,按重量分数计,其各组分配比如下:其中,所述处理好的超细滑石粉,按以下方法处理:(1)将磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、硫酸氢钠中的一种与水按重量比1:1混合,制备处理剂;(2)将滑石粉加热到120℃以上,加入1%重量分数的处理剂,高速搅拌30分钟后,再加入1%重量分数的钛酸酯偶联剂NDZ-102,高速搅拌30分钟;(3)冷却后得到处理好的超细滑石粉。所述聚丙烯为共聚聚丙烯;所述增韧剂为乙烯与辛烯共聚物、乙烯与己烯共聚物中的至少一种;所述的处理好的超细滑石粉的目数在3000目以上;所述主抗氧剂选用四[β-(3,5-二特丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,优选牌号为汽巴精化生产的Irganox1010;辅抗氧剂选用三(2,4-二叔丁基酚)亚磷酸酯,优选牌号为汽巴精化生产的Irganox168;润滑剂选用接枝乙撑双硬脂酰胺(TAF)。所述的高模量高韧性聚丙烯复合材料的制备方法,其具有如下步骤:(1)按重量百分比计,将共聚聚丙烯50~100%、处理好的超细滑石粉10-40%、增韧剂2-30%、抗氧剂10100.1~1%、抗氧剂1680.1~1%和润滑剂0.1~1%精确称量;(2)将上述物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品;其中挤出机料筒温度180~230℃,螺杆转速250~350转/分钟。本专利技术公开的高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料,相对现有技术具有以下有益效果:1、本专利技术所采用的超细滑石粉的处理,使得滑石粉中的水镁石与处理剂起反应,滑石粉间的范德华力被破坏,发生层间剥离,从而导致滑石粉尺寸变小,同时偶联剂的处理有效的防止了滑石粉的团聚,缺陷减少,有利于形成部分纳米结构的复合材料。2、本专利技术中采用处理好的超细滑石粉填充改性聚丙烯,与普通的滑石粉填充改性聚丙烯相比,在弯曲模量提高10%的情况下,缺口冲击强度提高了一倍。本专利技术采用滑石粉作填充料,将各种原料经高速搅拌机混合,再放入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。生产成本低,市场前景看好,可广泛应用于汽车和家电领域。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明:实施例一(1)按重量百分比计,将共聚聚丙烯74.4%、处理好的超细滑石粉15%、增韧剂10%、10100.2%、1680.2%和TAF0.2%精确称量;(2)将上述物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。挤出机料筒温度200~230℃,螺杆转速300转/分钟。实施例二(1)按重量百分比计,将共聚聚丙烯69.4%、处理好的超细滑石粉20%、增韧剂10%、10100.2%、1680.2%和TAF0.2%精确称量;(2)将上述物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。挤出机料筒温度200~230℃,螺杆转速300转/分钟。实施例三(1)按重量百分比计,将共聚聚丙烯59.4%、处理好的超细滑石粉30%、增韧剂10%、10100.2%、1680.2%和TAF0.2%精确称量;(2)将上述物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。挤出机料筒温度200~230℃,螺杆转速300转/分钟。对比例一(1)按重量百分比计,将共聚聚丙烯74.4%、未处理的超细滑石粉15%、增韧剂10%、10100.2%、1680.2%和TAF0.2%精确称量;(2)将上述物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。挤出机料筒温度200~230℃,螺杆转速300转/分钟。对比例二(1)按重量百分比计,将共聚聚丙烯69.4%、未处理的超细滑石粉20%、增韧剂10%、10100.2%、1680.2%和TAF0.2%精确称量;(2)将上述物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。挤出机料筒温度200~230℃,螺杆转速300转/分钟。对比例三(1)按重量百分比计,将共聚聚丙烯59.4%、未处理的超细滑石粉30%、增韧剂10%、10100.2%、1680.2%和TAF0.2%精确称量;(2)将上述物料加入高速混合机中干混1~4min,然后将混合物料加入双螺杆挤出机,经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。挤出机料筒温度200~230℃,螺杆转速300转/分钟。按上述方法将实施例和对比例所得粒子在注射成形机上注射制样。注射成型模温控制在35~45℃。弯曲性能测试按GB/T9341-2008进行,试样尺寸为80×10×4mm,弯曲速度为2mm/min,跨距为64mm;测试设备为承德市金建检测仪器有限公司的XWW-20A型电子万能试验机;拉伸性能测试按GB/T1040.2-2006执行,试样尺寸为150×10×4mm,测试设备为承德市金建检测仪器有限公司的XWW-20A型电子万能试验机,拉伸速度为50mm/min;缺口悬臂梁冲击强度按GB/T1843-2008执行,试样尺寸为80×10×4mm,摆锤能量5.5J,测试设备为承德市金建检测仪器有限公司的XC-22D悬臂梁冲击试验机;实施例一到三和对比例一到三的配方及性能比较见表1。表1实施例一到三和对比例一到三的配方及性能比较由实例一到三和对比例一到三对比可以看出,处理好的超细滑石粉与未处理的超细滑石粉相比,拉伸屈服强度、弯曲强度、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度都有提高,尤其是,在弯曲模量提高10%的情况下,缺口冲击强度提高了一倍。本专利技术制备的聚丙烯复合材料生产成本较低,市场前景较好,在汽车、家电领域具有极为广泛的市场。上述对实施例的描述是为了便于该
的普通技术人员能理解和应用本专利技术。熟悉本本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料,其特征在于,按重量分数计,各组分配比如下:

【技术特征摘要】
1.一种高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料,其特征在于,按重量分数计,各组分配比如下:其中,所述处理好的超细滑石粉,按以下方法处理:(1)将磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、硫酸氢钠中的一种与水按重量比1:1混合,制备处理剂;(2)将滑石粉加热到120℃以上,加入1%重量分数的处理剂,高速搅拌30分钟后,再加入1%重量分数的钛酸酯偶联剂NDZ-102,高速搅拌30分钟;(3)冷却后得到处理好的超细滑石粉。2.根据权利要求1所述的高模量高韧性滑石粉填充聚丙烯复合材料,其特征是:所述聚丙烯为共聚聚丙烯;所述增韧剂为乙烯与辛烯共聚物、乙烯与己烯共聚物中的至少一种;所述处理好的超细滑石粉的目数在3000目以上;所述主抗氧剂为四...

【专利技术属性】
技术研发人员:王炳植
申请(专利权)人:浙江通力新材料科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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