一种高强耐磨聚丙烯复合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高强耐磨聚丙烯复合物及其制备方法，该高强耐磨聚丙烯复合物按重量份数计包括：37.5‑73.6份聚丙烯、3‑8份相容剂、10‑20份氮化硼纤维、10‑20份耐磨剂、0.3‑1份抗氧剂、0.1‑0.5份成核剂、1‑3份其他助剂，其中，耐磨剂包含有六方氮化硼、α‑氧化铝、硼化锆和聚四氟乙烯微粉。本发明专利技术的高强耐磨聚丙烯复合物具有较好的耐磨性，并且具有高强度、耐刮、耐热、高刚以及尺寸稳定性，同时与传统的增强耐磨聚丙烯产品相比摩擦系数更低，强度更高。

A High Strength and Wear Resistant Polypropylene Composite and Its Preparation Method

The invention provides a high-strength and wear-resistant polypropylene composite and a preparation method thereof. The high-strength and wear-resistant polypropylene composite comprises 37.5 73.6 phr of polypropylene, 3 8 phr of compatibilizer, 10 20 phr of boron nitride fiber, 10 20 phr of wear-resistant agent, 0.3 1 phr of antioxidant, 0.1 0.5 phr of nucleating agent and 1 3 phr of other additives, in which the wear-resistant agent comprises hexagonal boron nitride and alpha Alumina, zirconium boride and polytetrafluoroethylene powder. The high-strength wear-resistant polypropylene composite of the invention has good wear resistance, high strength, scratch resistance, heat resistance, high rigidity and dimensional stability, and has lower friction coefficient and higher strength compared with traditional wear-resistant polypropylene products.

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐磨聚丙烯复合物及其制备方法
本专利技术涉及聚丙烯改性材料，特别涉及一种高强耐磨聚丙烯复合物及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯是一种通用塑料，具有耐热性高、强度均衡、密度低、加工性好等特点，同时价格便宜，目前在汽车、家电等领域都有广泛应用。但是若作为工程塑料使用，其在强度、刚度、耐磨、耐热方面都需要进一步改进。通常的改进办法包括玻璃纤维增强、滑石粉填充、二硫化钼增加耐磨性等手段。但是这些办法耐磨和强度方面都不如人意。中国专利申请201310758101.4中公开了一种耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，针对耐磨要求添加有耐磨剂硅氧烷，所添加的硅氧烷仅仅只能满足材料的耐磨性，而无法改善材料强度、刚度、耐热等方面的性能。中国专利申请200510112122.0中公开了一种汽车用耐磨聚丙烯复合材料的制备方法，配方采用聚丙烯、滑石粉、耐磨剂、抗氧剂等，其耐磨剂为二硫化钼或者聚四氟乙烯等传统耐磨剂，也只是解决了聚丙烯的耐磨问题。由此可见，现有的聚丙烯耐磨改性材料大多只能提高聚丙烯的耐磨性能，而其它力学性能得不到提高。然而，许多工程塑料的使用场景不仅要求工程塑料要有良好的耐磨性，还对其它力学性能有较高要求，这也就限制了聚丙烯耐磨改性材料在工程塑料的应用前景。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本专利技术提供一种高强耐磨聚丙烯复合物，按重量份数计包括如下组分：聚丙烯：37.5-75.6份；相容剂：3-8份；氮化硼纤维：10-20份；耐磨剂：10-20份；抗氧剂:0.3-1份；成核剂：0.1-0.5份；其他助剂：1-3份；其中，耐磨剂包含有六方氮化硼、α-氧化铝、硼化锆和聚四氟乙烯微粉。进一步地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数≥20g/min。进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率大于1.5％。进一步地，所述氮化硼纤维为硅烷偶联剂改性氮化硼纤维。进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。进一步地，所述耐磨剂中的六方氮化硼、α氧化铝、硼化锆和聚四氟乙烯微粉按重量份数之比为5:2:2:1。进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。进一步地，所述其他助剂含有润滑剂；所述润滑剂为硅酮、防玻纤外漏剂改性乙撑双脂肪酸酰胺和硬脂酸钙中的至少一种。本专利技术还提供一种上述的高强耐磨聚丙烯复合物的制备方法，包括如下步骤：S1、将氮化硼纤维和聚丙烯加入高混锅内，预混30-180秒，再加入相容剂、耐磨剂、抗氧剂、成核剂和其他助剂于高混锅，高速混合1-3分钟，备用；S2、将S1中的混合物料加入到双螺杆挤出机，挤出、冷却、造粒制得聚丙烯改性材料。进一步地，S2中的双螺杆挤出机的长径比为40:1，温度控制为180-200℃，转数为300-450r/min。本专利技术的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物，采用氮化硼纤维作为增强材料，同时氮化硼纤维在挤出加工过程中如果剪切过碎还有润滑效果；采用六方氮化硼、α氧化铝、硼化锆、聚四氟乙烯为耐磨剂，耐磨剂从提高表面硬度和降低摩擦系数两方面进行改善材料的耐磨效果。本专利技术的高白度镭雕阻燃聚丙烯复合物具有较好的耐磨性，并且具有高强度、耐刮、耐热、高刚以及尺寸稳定性，同时与传统的增强耐磨聚丙烯产品相比还具有更低的摩擦系数、更高的强度，拉伸可达116MP，弯曲模量可达12000MP。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，所述实施例的示例旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本专利技术提供如表1所示实施例1-5和对比例1-2的原料配比(各组分按照重量份数计)：表1其中，聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数≥20g/min；相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率大于1.5％；氮化硼纤维为KH550硅烷偶联剂改性氮化硼纤维；耐磨剂由六方氮化硼、α-氧化铝、硼化锆、聚四氟乙烯微粉组成，其中，实施例1和实施例2的六方氮化硼、α-氧化铝、硼化锆、聚四氟乙烯微粉按重量份数之比为3:2:3:2；实施例3-5的六方氮化硼、α-氧化铝、硼化锆、聚四氟乙烯微粉按重量份数之比为5:2:2:1；抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，抗氧剂1010和抗氧剂168按重量份数之比为1:2；成核剂选用山梨醇衍生物类、羧酸金属盐类、有机磷酸盐类、松香酸盐类的成核剂中一种或几种组合物。其他助剂为润滑剂，润滑剂由硅酮、防玻纤外漏剂改性乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)和硬脂酸钙组成，其中硅酮、TAF和硬脂酸钙按重量份数之比为1:1:1。上述实施例和对比例的制备方法为：S1、按表1各组分配比称取原料，将氮化硼纤维和聚丙烯加入高混锅内，转速300-500r/min，预混60秒，再加入相容剂、耐磨剂、抗氧剂、成核剂和其他助剂于高混锅，转速400r/min，高速混合2分钟，备用；S2、将S1中的混合物料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，双螺杆挤出机的各段温度分别为：200℃，205℃，210℃，210℃，205℃，200℃，210℃，210℃，210℃，200℃，机头温度为200℃，螺杆转速为300-450r/min，挤出、冷却、造粒制得聚丙烯改性材料。需要说明的是，对比例1添加的氮化硼纤维为0份，因而S1步骤中没有氮化硼纤维和聚丙烯在高混锅内预混的步骤；S1步骤直接将聚丙烯、相容剂、无碱玻璃纤维、抗氧剂、成核剂和其他助剂投入至高混锅，转速400r/min，高速混合2分钟，备用。上述实施例1-5和对比例1-2所获得的聚丙烯改性材料按照下述标准进行测试，其性能测试结果如表2所示：测试标准：拉伸测试依照国标GB/T1040，弯曲强度测试依照国标GB/T9341，弯曲模量测试依照国标GB/T9341，摩擦系数测试依照国标GB/T3960,磨耗测试依照国标GB/T3960。表2实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例2拉伸强度81921091131167098弯曲强度9611312213214585117弯曲模量7652986010600112431201065009201摩擦系数0.170.160.150.100.090.260.21磨耗/mg20.720.118.311.69.326.822.5从表2可发现，本专利技术的实施例1-5与对比例1比较，实施例1-5的摩擦系数和磨耗均小于对比例1，且拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量均高于对比例1，由此可知，本专利技术提供的高强耐磨聚丙烯复合物相比于传统的耐磨聚丙烯改性材料，不仅具有优良的耐磨性能还具有优良的拉伸强度和弯曲性能；本专利技术的实施例1-5与对比例2比较，实施例1-5的摩擦系数和磨耗均小于对比例2，这是由于对比例2未添加耐磨剂进行耐磨改性；实施例3-5与实施例1、实施例2对比，实施例3-5的各项性能测试均明显优于实施例1和实施例2，这是因为实施例3-5中耐磨剂的六方氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强耐磨聚丙烯复合物，其特征在于：按重量份数计包括如下组分：聚丙烯：37.5‑75.6份；相容剂：3‑8份；氮化硼纤维：10‑20份；耐磨剂：10‑20份；抗氧剂:0.3‑1份；成核剂：0.1‑0.5份；其他助剂：1‑3份；其中，耐磨剂包含有六方氮化硼、α‑氧化铝、硼化锆和聚四氟乙烯微粉。

【技术特征摘要】
1.一种高强耐磨聚丙烯复合物，其特征在于：按重量份数计包括如下组分：聚丙烯：37.5-75.6份；相容剂：3-8份；氮化硼纤维：10-20份；耐磨剂：10-20份；抗氧剂:0.3-1份；成核剂：0.1-0.5份；其他助剂：1-3份；其中，耐磨剂包含有六方氮化硼、α-氧化铝、硼化锆和聚四氟乙烯微粉。2.根据权利要求1所述的高强耐磨聚丙烯复合物，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯，熔融指数≥20g/min。3.根据权利要求1所述的高强耐磨聚丙烯复合物，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，接枝率大于1.5％。4.根据权利要求1所述的高强耐磨聚丙烯复合物，其特征在于：所述氮化硼纤维为硅烷偶联剂改性氮化硼纤维。5.根据权利要求4所述的高强耐磨聚丙烯复合物，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550硅烷偶联剂。6.根据权利要求1所述的高强耐磨聚丙烯复合物，其特征在于：所述耐磨剂中的六方氮化硼、α氧化铝、...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖登雄，安峰，赵海波，李凡，范木良，文超，王辉，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35