一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料及其制备方法，其中聚丙烯复合材料由60‑80份聚丙烯、7‑15份相容剂、10‑20份EVOH、3.3‑5.5份有机化层状双羟基氢氧化物、0.2‑0.4份抗氧剂、0.5‑1份润滑剂、0‑2份其他助剂按重量份数制备而成；所述的有机化层状双羟基氢氧化物是由层状双羟基氢氧化物经改性剂改性制得。本发明专利技术制备的聚丙烯复合材料经检验拉伸强度≥32MPa，弯曲模量≥1940MPa，悬臂梁缺口强度≥37KJ/m2，吸油率≤0.91%。该材料具有优异的机械强度，良好的冲击韧性，优异的阻隔性，可注塑或挤出成型，在阻透性管材和包装材料等领域具有广阔的市场前景。 1

A high strength, high toughness and high barrier polypropylene composite material and its preparation method

The invention discloses a high strength, high toughness and high barrier polypropylene composite material and its preparation method, in which the polypropylene composite material consists of 60 polypropylene, 80 portions of polypropylene, 15 compatibilizer, 20 EVOH, 3.3 5.5 organic layered double hydroxides, 0.2 0.4 copies of oxygen resistant, 0.5, 1 copies of lubricant and 0 2 others. Auxiliaries are prepared by weight fraction, and the organic layered double hydroxides are prepared by modification of layered double hydroxides through modifiers. The polypropylene composite material prepared by the invention has been tested for the tensile strength of more than 32MPa, the flexural modulus is more than 1940MPa, the notch strength of the cantilever beam is more than 37KJ/m2, and the oil absorption rate is less than 0.91%. The material has excellent mechanical strength, good impact toughness, excellent barrier property, injection molding or extrusion molding, and has a broad market prospect in the fields of impacted pipes and packaging materials. One

【技术实现步骤摘要】
一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯因具有轻质、价廉及优异的机械性能、良好的加工性，使其在汽车、家电、电子电器中被广泛的应用，但聚丙烯成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低，尤其是低温冲击、对烃类液体和气体的阻隔性较差，以上不足严重影响着聚丙烯的应用效果与应用领域。EVOH(乙烯－乙烯醇共聚物)对气体、溶剂等有着很好的阻隔性能、具有优良的耐油及耐溶剂性、极好抗静电性、并且能够再生，属于绿色环保材料，现已广泛应用于包装领域。由于EVOH分子结构中存在羟基，具有很强的亲水性与吸湿性，受环境影响较大，当环境湿度＞60％时，其阻隔性能会明显下降，此缺陷极大地限制了EVOH材料的应用范围。而PP为非极性聚合物、EVOH属于极性聚合物，二者的共混属于不相容体系。开发一种兼具EVOH的高阻隔性以及聚丙烯的强疏水性的高性能阻隔复合材料成为新的开发方向。纳米尺寸的层状纳米填料分散到聚合物中，可以阻挡气体的渗入，能显著改善聚合物的阻透性能。层状双氢氧化物属于典型的层状结构的无机材料，其是由电荷的金属层板和带负电荷的层间阴离子和层间结晶状态的水分子有序组装而成，层板化学组成具有可调控性，层间阴离子具有可交换性，利用其独特的结构与优异的性质可制备出具有优异的力学性能、耐热性能、阻燃性能及阻透性能的聚合物复合材料。
技术实现思路
针对现有技术中聚丙烯对烃类液体和气体阻隔性差，EVOH与聚丙烯极性不同，彼此不相容等不足，本专利技术提供一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料及其制备方法。一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份数制备而成：所述的有机化层状双羟基氢氧化物为经改性剂改性处理的层状双羟基氢氧化物。进一步的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚丙烯的至少一种。进一步的，所述相容剂为接枝率为1.5-2.0％的乙烯-1-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。进一步的，所述EVOH的乙烯含量为20-40mol％。进一步的，所述层状双羟基氢氧化物为锌铝层状双金属氢氧化物。进一步的，所述改性剂为十二烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠的至少一种。进一步的，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。进一步的，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010；所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP；所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。进一步的，所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂或着色剂的至少一种。高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)称取层状双羟基氢氧化物3-5份加到反应器中，加入200-400mL去除二氧化碳的去离子水，搅拌的同时加入改性剂0.3-0.5份，通入惰性气体排出体系内的空气后将体系密封，60-70℃恒温搅拌24-48h，降至室温；于高速离心机中进行离心分离；所得产物于40-60℃的真空干燥箱中干燥24-48h，得到有机化层状双羟基氢氧化物；(2)将步骤(1)制得的有机化层状双羟基氢氧化物3.3-5.5份、聚丙烯60-80份、相容剂7-15份、EVOH10-20份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、其他助剂0-2份在高速混合机混合8-10min，投入同向双螺杆挤出机中，经过熔融挤出、造粒，制得聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。本专利技术的有益效果在于：以乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)为相容剂，EVOH分子链上的侧羟基与乙烯-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)的酸酐基形成作用点，聚丙烯链段与POE分子链相互缠结，形成了空间网状结构，显著提高聚丙烯与EVOH的相容性及改善复合材料的韧性。层状双羟基氢氧化物通过离子交换反应进入LDHs层间，不可渗透的片层结构以纳米尺度分散在聚丙烯复合材料中，阻挡气体渗透，进一步提高聚丙烯阻透性能，同时层状结构限制聚丙烯与EVOH链段的运动，提高聚丙烯复合材料的力学性能，开发出一款高强度，高韧性，高阻隔的聚丙烯复合材料，在阻透性管材和包装材料具有广阔的市场空间。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详细描述。实施例1本实施例中的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料是由以下组分按照重量份数组成：具体制备方法包括以下步骤：(1)称取层状双羟基氢氧化物3份加到反应器中，加入200mL去除二氧化碳的去离子水，搅拌的同时加入十二烷基苯磺酸钠0.3份，通入氮气排出体系内的空气后将体系密封，60℃恒温搅拌24h，降至室温；于高速离心机中进行离心分离；所得产物于40℃的真空干燥箱中干燥24h，得到有机化层状双羟基氢氧化物；(2)将步骤(1)制得的有机化层状双羟基氢氧化物3.3份、均聚PP30份、嵌段共聚PP50份、POE-g-MAH7份、EVOH10份、抗氧剂10100.1份、抗氧剂1680.1份、硬脂酸钙0.5份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机中，经过熔融挤出、造粒，制得聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。实施例2本实施例中的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料是由以下组分按照重量份数组成：具体制备方法包括以下步骤：(1)称取层状双羟基氢氧化物5份加到反应器中，加入400mL去除二氧化碳的去离子水，搅拌的同时加入十八烷基苯磺酸钠0.5份，通入氮气排出体系内的空气后将体系密封，70℃恒温搅拌48h，降至室温；于高速离心机中进行离心分离；所得产物于60℃的真空干燥箱中干燥48h，得到有机化层状双羟基氢氧化物；(2)将步骤(1)制得的有机化层状双羟基氢氧化物5.5份、均聚PP30份、无规共聚PP40份、POE-g-MAH10份、EVOH15份、抗氧剂10100.2份、抗氧剂1680.2份、PE蜡1份在高速混合机混合8min，投入同向双螺杆挤出机中，经过熔融挤出、造粒，制得聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。实施例3本实施例中的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料是由以下组分按照重量份数组成：具体制备方法包括以下步骤：(1)称取层状双羟基氢氧化物5份加到反应器中，加入400mL去除二氧化碳的去离子水，搅拌的同时加入十八烷基苯磺酸钠0.5份，通入氮气排出体系内的空气后将体系密封，65℃恒温搅拌36h，降至室温；于高速离心机中进行离心分离；所得产物于55℃的真空干燥箱中干燥36h，得到有机化层状双羟基氢氧化物；(2)将步骤(1)制得的有机化层状双羟基氢氧化物5.5份、均聚PP30份、嵌段共聚PP30份、POE-g-MAH15份、EVOH20份、抗氧剂DLTP0.15份、抗氧剂1680.15份、硬脂酸钙0.75份、紫外光吸收剂0.5份、光稳定剂0.5份、着色剂1份在高速混合机混合10min，投入同向双螺杆挤出机中，经过熔融挤出、造粒，制得聚丙烯复合材料；其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份数

【技术特征摘要】
1.一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份数制备而成：聚丙烯60-80份；相容剂7-15份；EVOH10-20份；有机化层状双羟基氢氧化物3.3-5.5份；抗氧剂0.2-0.4份；润滑剂0.5-1份；其他助剂0-2份；所述的有机化层状双羟基氢氧化物为经改性剂改性处理的层状双羟基氢氧化物。2.根据权利要求1所述的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、无规共聚丙烯的至少一种。3.根据权利要求1所述的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为接枝率为1.5-2.0%的乙烯-1-辛烯嵌段共聚物接枝马来酸酐。4.根据权利要求1所述一种高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：所述EVOH的乙烯含量为20-40mol%。5.根据权利要求1所述的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：所述层状双羟基氢氧化物为锌铝层状双金属氢氧化物。6.根据权利要求1所述的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：所述改性剂为十二烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠的至少一种。7.根据权利要求1所述的高强度、高韧性、高阻隔聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐剑，石阳阳，李荣群，张奎，胡林，
申请(专利权)人：会通新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34