本发明专利技术公开了一种高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料及其制备方法，制备所得的材料包括按重量份计的65～90份聚丙烯、10～35份尼龙、2～20份增容剂、5～20份改性陶瓷质晶须、0.2～2.0份热稳定剂和0.2～2.0份加工助剂。本发明专利技术选用表面经硅烷偶联剂改性的陶瓷质晶须来增强聚丙烯/尼龙复合材料，并通过添加马来酸酐接枝聚丙烯的增容剂来增加树脂界面之间的结合力，所得的复合材料在具备较高的拉伸强度的基础上具有良好的介电性能，可广泛应用于一些对材料强度和介电性能要求较高的领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种增强型聚丙烯/尼龙复合材料及其制备方法，尤其涉及一种高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料及其加工
技术介绍
尼龙是一种具有高极性且能在分子链间形成氢键，同时具有一定反应活性的结晶性聚合物，属于工程塑料。其具有良好的力学性能和耐磨性，但是由于尼龙的极性较高，导致尼龙易吸水，从而影响其尺寸稳定性和电性能，尤其是介电性能。而聚丙烯是一种应用最广泛的通用塑料，与其他通用塑料相比，它具有成本低、力学性能优良、耐化学性良好、吸水率低的优点，且绝缘性、耐热性和透明度均非常好，但同时也存在热变形温度不高、低温韧性不佳、成型收缩率较大、耐光性差、不易染色等缺点，而这些缺点限制了其更广泛的应用，为拓宽其应用领域，针对聚丙烯广泛开展了树脂改性并有大量的应用。目前现有技术中有将尼龙与聚丙烯通过共混的方法进行改性，可结合二者的优点得到耐冲击、高耐磨、高耐热、低吸水率、易着色、形状和尺寸稳定性较高的聚丙烯/尼龙复合物，但其强度效果仍然不够理想。因此有研究人员在聚丙烯和尼龙的复合材料中添加各种增强填料，如碳酸钙填料、玻璃纤维等，但上述增强填料虽然能够得到强度良好的复合材料，却无法在保证材料良好的强度基础上改善复合材料的介电性能。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料及其制备方法，该方法制备所得的复合材料在具备较高的拉伸强度的基础上具有良好的介电性能。本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料，包括按重量份计的下述各组分：优选为：其中所述尼龙为以己内酰胺为单体形成的尼龙树脂(PA6树脂)、以己二胺和己二酸为单体形成的尼龙树脂(PA66树脂)、以癸二酸和癸二胺为单体形成的尼龙树脂(PA1010树脂)和尼龙6-尼龙1010-尼龙66形成的三元尼龙树脂；所述增容剂为马来酸酐接枝率达0.2～5.0％的马来酸酐接枝聚丙烯；由于尼龙的分子链主链上存在羰基，因此会与具有一定接枝率的马来酸酐接枝聚丙烯的分子链之间发生相应的配位效应，实现原位增容。其中所述改性陶瓷质晶须为经硅烷偶联剂表面改性的碳化硅、经硅烷偶联剂表面改性的钛酸钾和经硅烷偶联剂表面改性的硼酸铝中的至少一种；上述改性陶瓷质晶须是通过下述制备方法制备所得的：(1)将陶瓷质晶须置于120～130℃下干燥2～3h去除吸附水得干燥陶瓷质晶须；(2)取相对干燥陶瓷质晶须质量百分含量为0.8～1.5％用量的硅烷偶联剂，将该硅烷偶联剂与(1)中所得干燥陶瓷质晶须混合于90～95℃的去离子水中，加热并采用900～1200r/min的转速搅拌10～15min后，采用离心分离的方式分离得到固体物质；(3)将(2)中所得固体物质于100～110℃下干燥2～3h后再置于60～65℃下干燥12～18h，得到改性陶瓷质晶须；其中所述陶瓷质晶须为碳化硅、钛酸钾和硼酸铝中的至少一种，这些陶瓷质晶须可以在共混物中起到增强以及提高介电性能作用。其更进一步的技术方案是：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，本申请中使用硅烷偶联剂对陶瓷质晶须改性，可以提高材料中陶瓷质晶须与聚合物基体之间的界面相容性。所述聚丙烯的熔体流动速率为1～100g/10min的均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。所述热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃类中的至少一种，热稳定剂可抑制加工过程中聚丙烯产生的降解现象。所述加工助剂为低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的至少一种，加工助剂可促进共混物各成分之间的良好分散性。本专利技术还公开了一种上述高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料的制备方法，该方法包括下述步骤：(1)将陶瓷质晶须置于120～130℃下干燥2～3h去除吸附水得干燥陶瓷质晶须；(2)取相对干燥陶瓷质晶须质量百分含量为0.8～1.5％用量的硅烷偶联剂，将该硅烷偶联剂与(1)中所得干燥陶瓷质晶须混合于90～95℃的去离子水中，加热并采用900～1200r/min的转速搅拌10～15min后，采用离心分离的方式分离得到固体物质；(3)将(2)中所得固体物质于100～110℃下干燥2～3h后再置于60～65℃下干燥12～18h，得到改性陶瓷质晶须；其中所述陶瓷质晶须为碳化硅、钛酸钾和硼酸铝中的至少一种；(4)将聚丙烯、尼龙、增容剂、改性陶瓷质晶须、热稳定剂和加工助剂放入转速为600～800r/min且温度为23～25℃的高速混合机中干混3～5min得到预混物；(5)将(4)中所得预混物经过长径比为40～45:1的双螺杆挤出机中熔融混合分散后，经挤出、冷却、造粒得到高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料，其中双螺杆挤出机的温度为190～240℃。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术选用表面经硅烷偶联剂改性的陶瓷质晶须来增强聚丙烯/尼龙复合材料，并通过添加马来酸酐接枝聚丙烯的增容剂来增加树脂界面之间的结合力，所得的复合材料在具备较高的拉伸强度的基础上具有良好的介电性能，可广泛应用于一些对材料强度和介电性能要求较高的领域。具体实施方式下面结合具体实施例和对比实施例对本专利技术进行详细说明。下述具体实施例和对比实施例中所使用的原料如下所述，但本申请所使用的原料并不限于下述所公开的原料的具体型号。聚丙烯(PP)：熔体流动速率为30g/10min，牌号为中海壳牌EP548R；陶瓷质晶须：碳化硅、钛酸钾、硼酸铝；硅烷偶联剂：γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)；尼龙：PA1010，上海赛璐璐厂生产；增容剂：实验室自制，马来酸酐接枝率为0.88％的马来酸酐接枝聚丙烯；热稳定剂：亚磷酸酯类热稳定剂选用雅宝1010，酚类热稳定剂选用雅宝168；加工助剂：雅宝EBS。其中对比实施例1中选用未经表面改性的碳化硅晶须，对比实施例2中选用未经表面改性的钛酸钾晶须，对比实施例3中不添加晶须；具体实施例1中选用经KH550表面改性的碳化硅，具体实施例2中选用经KH560表面改性的钛酸钾，具体实施例3中选用经KH560改性的钛酸钾，具体实施例4中选用经KH570改性的硼酸铝。按照下述制备方法的制备步骤进行具体实施例1-4中所述聚丙烯/尼龙/晶须复合材料的制备，该制备方法包括下述步骤：(1)将陶瓷质晶须置于120～130℃下干燥2～3h去除吸附水得干燥陶瓷质晶须；(2)按表1配方中用量秤取硅烷偶联剂，将该硅烷偶联剂与(1)中所得干燥陶瓷质晶须混合于90～95℃的去离子水中，加热并采用900～1200r/min的转速搅拌10～15min后，采用离心分离的方式分离得到固体物质；(3)将(2)中所得固体物质于100～110℃下干燥2～3h后再置于60～65℃下干燥12～18h，得到改性陶瓷质晶须；(4)将聚丙烯、尼龙、增容剂、改性陶瓷质晶须、热稳定剂和加工助剂放入转速为600～800r/min且温度为23～25℃的高速混合机中干混3～5min得到预混物；(5)将(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料，其特征在于：包括按重量份计的下述各组分：其中所述尼龙为以己内酰胺为单体形成的尼龙树脂、以己二胺和己二酸为单体形成的尼龙树脂、以癸二酸和癸二胺为单体形成的尼龙树脂和尼龙6‑尼龙1010‑尼龙66形成的三元尼龙树脂；其中所述增容剂为马来酸酐接枝率达0.2～5.0％的马来酸酐接枝聚丙烯；其中所述改性陶瓷质晶须为经硅烷偶联剂表面改性的碳化硅、经硅烷偶联剂表面改性的钛酸钾和经硅烷偶联剂表面改性的硼酸铝中的至少一种。
【技术特征摘要】
1.一种高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料，其特征在于：包括按重量份计的下述各组分：其中所述尼龙为以己内酰胺为单体形成的尼龙树脂、以己二胺和己二酸为单体形成的尼龙树脂、以癸二酸和癸二胺为单体形成的尼龙树脂和尼龙6-尼龙1010-尼龙66形成的三元尼龙树脂；其中所述增容剂为马来酸酐接枝率达0.2～5.0％的马来酸酐接枝聚丙烯；其中所述改性陶瓷质晶须为经硅烷偶联剂表面改性的碳化硅、经硅烷偶联剂表面改性的钛酸钾和经硅烷偶联剂表面改性的硼酸铝中的至少一种。2.根据权利要求1所述的高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料，其特征在于：所述改性陶瓷质晶须是通过下述制备方法制备所得的：(1)将陶瓷质晶须置于120～130℃下干燥2～3h去除吸附水得干燥陶瓷质晶须；(2)取相对干燥陶瓷质晶须质量百分含量为0.8～1.5％用量的硅烷偶联剂，将该硅烷偶联剂与(1)中所得干燥陶瓷质晶须混合于90～95℃的去离子水中，加热并采用900～1200r/min的转速搅拌10～15min后，采用离心分离的方式分离得到固体物质；(3)将(2)中所得固体物质于100～110℃下干燥2～3h后再置于60～65℃下干燥12～18h，得到改性陶瓷质晶须；其中所述陶瓷质晶须为碳化硅、钛酸钾和硼酸铝中的至少一种。3.根据权利要求2所述的高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。4.根据权利要求1所述的高介电性能聚丙烯/尼龙/晶须复合材料，其特征在于：所述聚丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢先博，雒香，陈延安，程文超，王琦玲，袁绍彦，罗忠富，张勇，
申请(专利权)人：江苏金发科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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