一种PP纳米改进材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种PP纳米改进材料及其制备方法,PP纳米改进材料组成成分按质量分数计为：80～95份聚丙烯、12～28份纳米粒子、7～13份聚合物基质、4～9份偶联剂、抗老化剂和加工助剂，纳米粒子纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡中的至少三种，聚合物基质为氯化聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯一种或多种，偶联剂为硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂YB‑201、钛酸酯偶联剂NDZ‑101中的一种或多种；采用聚合物基质对纳米粒子改性形成包膜，再用偶联剂进行表面处理与聚丙烯填充复合形成PP纳米改进材料，避免粒子团聚、改善分散性能，提高材料的刚性、耐环境性能、拉伸强度、冲击韧性和老化性能，使材料应用更广泛。

A PP nano-modified material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种PP纳米改进材料及其制备方法
本专利技术涉及一种PP纳米改进材料及其制备方法,属于PP材料

技术介绍
聚丙烯PP是一种半结晶的热塑性塑料，具有密度小、力学性能好、易加工成型等有点，被广泛用于各种丙纶限位、编制打包带、电器、电讯、管材等注塑用品上，但由于PP材料的成型收缩率较大，脆性抗冲击性能较差，致使其在应用范围上受到一定限制。现有技术中有采用PP材料与高分子材料共聚改善其刚性和耐环境性能强度的，但其拉伸强度、冲击韧性和老化性能也随之下降，在PP材料与刚性粒子的填充过程中又存在界面亲和性较差，较易形成聚集体和内部分散不均的问题，随填充量的增加，其缺点愈加明显，导致应用效果不好，材料改进性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种PP纳米改进材料及其制备方法,采用聚合物基质对纳米粒子改性形成包膜，再用偶联剂进行表面处理与聚丙烯填充复合形成PP纳米改进材料，避免粒子团聚、改善分散性能，提高材料的刚性、耐环境性能、拉伸强度、冲击韧性和老化性能，使材料应用更广泛。本专利技术是通过如下的技术方案予以实现的：一种PP纳米改进材料，其中，其组成成分按质量分数计为如下：所述纳米粒子由纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡中的至少三种混合而成；所述纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡混合时的质量比为：(0～5)：(0～3)：(0～4)：(0～6)：(0～3)：(0～2)；所述聚合物基质为氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯中的一种或多种混合而成；所述氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯混合时的质量比为：(0～4)：(0～3)：(0～3)：(0～7)；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂YB-201、钛酸酯偶联剂NDZ-101中的一种或多种混合而成；硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂YB-201、钛酸酯偶联剂NDZ-101混合时的质量比为：(0～2)：(0～5)：(0～3)；所述抗老化剂为光稳定剂UV326、抗氧剂AN1076按质量比3:2混合而成；所述加工助剂为固化剂N3390、聚丙烯蜡和CBT100树脂按质量比3:2:5混合而成；上述一种PP纳米改进材料的制备方法，其中，其制备方法如下：(1)按质量分数计取7～13份聚合物基质投入混合釜中加热至95～110℃，所述聚合物基质为氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯中的一种或多种混合而成；随后加入12～28份纳米粒子搅拌混合20～40min，所述纳米粒子由纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡中的至少三种混合而成；(2)向步骤(1)的混合釜中加入4～9份偶联剂，降温至75～90℃搅拌混合后，加入80～95份聚丙烯搅拌混合1～2h，随后依次加入1～4份抗老化剂和1～3份加工助剂得混料；(3)将混料加入双螺旋挤出机挤出造粒，在95℃下烘干2h后，加入注塑机中，在95Mpa下注塑成标准样条得到PP纳米改进材料。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术采用纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡中的至少三种混合而成纳米粒子，可形成物理缠结、增加断裂表面区域，分散转移材料的破坏行为，改善聚丙烯的流变性能，使纳米粒子在填充增强材料刚性时增加韧性；(2)采用聚合物基质易附着在纳米粒子表面，改善纳米粒子的界面行为，形成包膜，使纳米粒子表面活化，降低内聚力，阻止纳米粒子团聚成大颗粒子，易于偶联剂作用提高纳米粒子在聚丙烯中的分散性能；(3)偶联剂分子相互间尾尾相连，进行表面处理，使纳米粒子与聚丙烯复合时的亲和相容性得到改善，结合稳定，使纳米粒子可均匀分布在聚丙烯分子链的空隙中，阻止微裂纹发展成宏观开裂，吸收更多冲击能，从而既达到增强、抗张效果，又起到增韧作用，在防老剂和加工助剂的辅助作用下，且挤出注塑温度适宜，达到耐环境和抗老化的提升，使材料应用更广泛。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。实施例1：一种PP纳米改进材料的制备方法，其中，其制备方法如下：(1)按质量分数计取9份聚合物基质投入混合釜中加热至105℃，所述聚合物基质为乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚环氧乙烷混合而成；所述乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷烯混合时的质量比为：2：3；随后加入24份纳米粒子搅拌混合36min，所述纳米粒子由纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维混合而成；所述纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维混合时的质量比为：4：2：2：3；(2)向步骤(1)的混合釜中加入8份偶联剂，降温至85℃搅拌混合，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂NDZ-101混合而成，硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂NDZ-101混合时的质量比为：1：2；再加入82份聚丙烯搅拌混合1.5h，随后依次加入3份抗老化剂和2份加工助剂得混料；所述抗老化剂为光稳定剂UV326、抗氧剂AN1076按质量比3:2混合而成；所述加工助剂为固化剂N3390、聚丙烯蜡和CBT100树脂按质量比3:2:5混合而成；(3)将混料加入双螺旋挤出机挤出造粒，在95℃下烘干2h后，加入注塑机中，在95Mpa下注塑成标准样条得到PP纳米改进材料；双螺旋挤出机六区至一区的温度设定分别为180℃、220℃、245℃、250℃、230℃和190℃；注塑机一区至四区的温度设定分别为250℃、260℃、250℃和75℃。实施例2：一种PP纳米改进材料的制备方法，其中，其制备方法如下：(1)按质量分数计取12份聚合物基质投入混合釜中加热至100℃，所述聚合物基质为氯化聚乙烯、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯混合而成；所述氯化聚乙烯、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯混合时的质量比为：3：2：6；随后加入26份纳米粒子搅拌混合31min，所述纳米粒子由纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡中的至少三种混合而成；所述纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡混合时的质量比为：3：5：2：1；(2)向步骤(1)的混合釜中加入5份偶联剂，降温至80℃搅拌混合，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂YB-201、钛酸酯偶联剂NDZ-101混合而成，钛酸酯偶联剂YB-201、钛酸酯偶联剂NDZ-101混合时的质量比为：4：1；再加入93份聚丙烯搅拌混合2h，随后依次加入2份抗老化剂和3份加工助剂得混料；所述抗老化剂为光稳定剂UV326、抗氧剂AN1076按质量比3:2混合而成；所述加工助剂为固化剂N3390、聚丙烯蜡和CBT100树脂按质量比3:2:5混合而成；(3)将混料加入双螺旋挤出机挤出造粒，在95℃下烘干2h后，加入注塑机中，在95Mpa下注塑成标准样条得到PP纳米改进材料；双螺旋挤出机六区至一区的温度设定分别为180℃、220℃、245℃、250℃、230℃和190℃；注塑机一区至四区的温度设定分别为250℃、260℃、250℃和75℃。实施例3：一种PP纳米改进材料的制备方法，其中，其制备方法如下：(1)按质量分数计取8份聚合物基质投入混合釜中加热至96℃，所述聚合物基质为氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物混合而成；所述氯化聚乙烯、乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PP纳米改进材料，其特征在于，其组成成分按质量分数计为如下：

【技术特征摘要】
1.一种PP纳米改进材料，其特征在于，其组成成分按质量分数计为如下：所述纳米粒子由纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡中的至少三种混合而成。所述聚合物基质为氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯中的一种或多种混合而成。2.根据权利要求1所述的一种PP纳米改进材料，其特征在于，所述纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米高岭土、纳米纤维、纳米碳化硅、纳米硫酸钡混合时的质量比为：(0～5)：(0～3)：(0～4)：(0～6)：(0～3)：(0～2)。3.根据权利要求2所述的一种PP纳米改进材料，其特征在于，所述氯化聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚氧化乙烯混合时的质量比为：(0～4)：(0～3)：(0～3)：(0～7)。4.根据权利要求1所述的一种PP纳米改进材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂YB-201、钛酸酯偶联剂NDZ-101中的一种或多种混合而成。5.根据权利要求4所述的一种PP纳米改进材料，其特征在于，硅烷偶联剂kh550、钛酸酯偶联剂YB-201、钛酸酯偶联剂NDZ-101混合时的质量比为：(0～2)：(0～5)：(0～3)。6.根据权利要求1所述的一种PP纳米改进材料，其特征在于，所述抗老化剂为光稳定剂UV...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅林，
申请(专利权)人：盐城市贝迪塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32