聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料的制备制造技术

本发明专利技术公开了聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料的制备，对纳米碳酸钙CaCO3进行表面处理，处理过的纳米CaCO3，抗氧剂1010，POE，PP投放到快速搅拌机共混之后，打开搅拌机进行清理干净；控制塑炼的温度使各种物料都熔化完全，然后开始降温冷却，将经过高速混合机的物料变凉，最后放到粉碎机中粉碎；挤出造粒，最后得到标准制样。本发明专利技术的有益效果是通过纳米碳酸钙填充改性，增韧改性提高了聚合物的韧性、刚性，提高冲击强度，使屈服强度减小。

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料的制备
本专利技术属于材料
，涉及聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料的制备。
技术介绍
PP(聚丙烯)是5大通用塑料产量居首，POE(乙烯辛烯共聚物)是热性弹性体运用最广泛的塑料，在日常生活的应用中对制品的性能要求各种各样，因此，要通过助剂的改性来弥补其缺点。例如汽车保险杠要求质量轻、抗冲击韧性好、外观漂亮等，最首要的性能是冲击韧性。故要提高冲击韧性。塑料的共混改性是研究找出新的高分子材料最好的途径，PP具有密度小、拉伸强度高、耐热性好等优点，但其耐冲击性能差耐环境应力差。与POE共混，既有本身存在的优点，又有共混物抵抗冲击负荷作用的能力、耐低温、耐环境应力好，还提高柔软和韧性。所以在进行配方设计时应该在所用原料各个强度的范围下，尽量满足对材料韧性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料的制备，本专利技术的有益效果是通过纳米碳酸钙填充改性，增韧改性提高了聚合物的韧性、刚性，提高冲击强度，使屈服强度减小。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行：(1)对纳米碳酸钙CaCO3进行表面处理，把纳米CaCO3预干燥后放进快速搅拌机中进行混合，把硅烷剂以喷雾形式制成醇水液体投入物料，让它均匀分散在其中，持续晃动几分钟，让它们更均匀分布，把混合均匀的物料放入烘干箱中烘干，得到处理过的纳米CaCO3；(2)物料混合，处理过的纳米CaCO3，抗氧剂1010，POE，PP投放到快速搅拌机共混之后，打开搅拌机进行清理干净；(3)双辊塑炼机，控制塑炼的温度使各种物料都熔化完全，然后开始降温冷却，将经过高速混合机的物料变凉，最后放到粉碎机中粉碎；(4)挤出造粒，把原料放进挤出设备，提前把注塑机进料筒预热到固定温度，然后把处理好的物料放进里面，先预塑化，然后开始射入成型，最后得到标准制样。进一步，步骤(1)中预干燥是在75℃-85℃下预先干燥2小时，放入50-65℃的烘干箱中烘干2h。进一步，步骤(2)中纳米CaCO3质量份数为5份，抗氧剂1010质量份数为1份，POE质量份数为20份，PP质量份数为100份。进一步，步骤(3)中控制塑炼的温度210-230℃之间；将经过高速混合机的物料放置4小时。附图说明图1是纳米碳酸钙的含量对PP缺口冲击强度的影响；图2是弹性体POE的含量对PP缺口冲击强度的影响；图3是纳米碳酸钙的含量对PP弯曲强度的影响；图4是弹性体POE的含量对PP弯曲强度的影响；图5是纳米碳酸钙的含量对PP断裂伸长率的影响；图6是弹性体POE的含量对PP断裂伸长率度的影响；图7是纳米碳酸钙的含量对PP拉伸强度的影响；图8是弹性体POE的含量对PP的拉伸强度影响。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料测试：抗冲击强度从图1中得出：当纳米CaCO3作为变量时,对有缺口冲击强度的影响。纳米CaCO3含量小于5份时，冲击强度逐渐增加；纳米CaCO3含量等于5份时，冲击强度达到最大值(最佳点)；纳米CaCO3含量大于5份时，冲击强度直线下降。从图2中得出：当POE作为变量时的缺口冲击强度随着POE含量的增加而增加，但增加到一定量(POE为20份)时，又随着POE含量的增加而减小。综上，纳米碳酸钙为36.2MPa值最大，所以配方中纳米碳酸钙的用量为5份时缺口冲击强度最好。POE为21.96MPa值最大，所以配方中POE的用量为20份时缺口冲击强度最好。从图可以看出添加纳米碳酸钙和POE抗冲击强度明显比空白实验的冲击强度大很多，说明POE及纳米碳酸钙对PP增韧效果很好。因此，抗冲击强度越大，制品韧性越好，反之。所以，冲击强度也影响材料的韧性。屈服强度从图3中得出：当纳米CaCO3作为变量时,对有弯曲强度的影响。纳米CaCO3含量小于5份时，弯曲强度逐渐增加；纳米CaCO3含量等于5份时，弯曲强度达到最大值(最佳点)；纳米CaCO3含量大于5份时，弯曲强度直线下降。从图4中得出：当POE作为变量时的弯曲强度随着POE含量的增加而增加，但是增加到一定量(POE为20份)时，随着POE含量的增加而减小。综上，纳米碳酸钙为36.2MPa值最大，所以配方中纳米碳酸钙的用量为5份时弯曲强度最好。POE为21.96MPa值最大，所以配方中POE的用量为20份时弯曲强度最好。断裂伸长率从图5中得出：当纳米CaCO3作为变量时,对断裂伸长率的影响。纳米CaCO3含量小于5份时，断裂伸长率逐渐增加；纳米CaCO3含量等于5份时，断裂伸长率达到最大值(最佳点)；纳米CaCO3含量大于5份时，断裂伸长率直线下降。从图6中得出：当POE作为变量时的断裂伸长率强度随着POE含量的增加而增加，但增加到一定的程度(POE为20份)时，随着POE含量的增加而减小。综上，纳米碳酸钙为339.9％值最大，所以配方中纳米碳酸钙的用量为5份时断裂伸长率最好。POE为298.59％值最大，所以配方中POE的用量为20份时弯曲强度最好。存在屈服现象的韧性塑料，故断裂伸长率非常大；不存在屈服现象的脆性塑料，断裂伸长率非常小。所以，断裂伸长率也影响材料的韧性。拉伸强度从图7中得出：当纳米CaCO3作为变量时,对拉伸强度的影响。纳米CaCO3含量小于5份时，拉伸强度逐渐增加；纳米CaCO3含量等于5份时，断裂伸长率达到最大值(最佳点)；纳米CaCO3含量大于5份时，拉伸强度直线下降。从图8中得出：当POE作为变量时的拉伸强度随着POE含量的增加而增加，但增加到一定的程度(POE为20份)时，随着POE含量的增加而减小。综上，纳米碳酸钙为26MPa值最大，所以配方中纳米碳酸钙的用量为5份时断裂伸长率最好。POE为30.48MPa值最大，所以配方中POE的用量为20份时拉伸强度最好。聚丙烯的增韧改性技术是工业化最主要的方式。其增韧改性的方法很多，从大的方法分为物理和化学。物理改性分为填充和共混，共混改性是其成本较低、效果较好，成为最基本的增韧手段。化学改性能够使其获得稳定的结构和较好的性能，在这几年发展很快，对化学改性技术要求非常高、时间很长等多种原因，发展比较缓慢，因此，把二者联合使用起，充分发挥的具有的优势。从上述图中可得到，空白实验的试样明显没有加入弹性体POE及纳米碳酸钙的冲击强度、弯曲强度、断裂伸长率、拉伸强度的性能好，说明改性过后的标准试样韧性非常好。经过实验，得到最佳性能原料份数为：PP100份，POE20份，纳米CaCO3含量为5份，抗氧剂1010为1份。经过实验，当POE含量的为20份时，与PP相容性较好。作为PP的增韧改性，POE比其它的有突出的价格、性能优势。纳碳酸钙具有尺寸效应，纳米碳酸钙粒径非常小它的表面积(单位质量的表面积)很大，导致碳酸钙与聚丙烯之间的分子间作用力增大，所以填充PP能提高冲击强度和韧性。纳米CaCO3含量为5份时，分散均匀，力学性能的是最好的。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施方式而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料的制备，其特征在于按照以下步骤进行：(1)对纳米碳酸钙CaCO3进行表面处理，把纳米CaCO3预干燥后放进快速搅拌机中进行混合，把硅烷剂以喷雾形式制成醇水液体投入物料，让它均匀分散在其中，持续晃动几分钟，让它们更均匀分布，把混合均匀的物料放入烘干箱中烘干，得到处理过的纳米CaCO3；(2)物料混合，处理过的纳米CaCO3，抗氧剂1010，POE，PP投放到快速搅拌机共混之后，打开搅拌机进行清理干净；(3)双辊塑炼机，控制塑炼的温度使各种物料都熔化完全，然后开始降温冷却，将经过高速混合机的物料变凉，最后放到粉碎机中粉碎；(4)挤出造粒，把原料放进挤出设备，提前把注塑机进料筒预热到固定温度，然后把处理好的物料放进里面，先预塑化，然后开始射入成型，最后得到标准制样。

【技术特征摘要】
1.聚丙烯、乙烯辛烯共聚物和纳米碳酸钙复合材料的制备，其特征在于按照以下步骤进行：(1)对纳米碳酸钙CaCO3进行表面处理，把纳米CaCO3预干燥后放进快速搅拌机中进行混合，把硅烷剂以喷雾形式制成醇水液体投入物料，让它均匀分散在其中，持续晃动几分钟，让它们更均匀分布，把混合均匀的物料放入烘干箱中烘干，得到处理过的纳米CaCO3；(2)物料混合，处理过的纳米CaCO3，抗氧剂1010，POE，PP投放到快速搅拌机共混之后，打开搅拌机进行清理干净；(3)双辊塑炼机，控制塑炼的温度使各种物料都熔化完全，然后开始降温冷却，将经过高速混合机的物料变凉，最后放到粉碎机中粉碎；(4)挤出造粒，把原料放进挤出设备，提前把注塑机进料筒预热到固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海玲，江水青，郭治田，刘梅，高竞，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37