一种低翘曲聚丙烯改性塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低翘曲聚丙烯改性塑料及其制备方法。本发明专利技术主要包括改性玻纤、改性微球、聚乙烯亚胺、改性液、聚丙烯、引发剂、正己烷、二硫苏糖醇、碳酸溶液、乳酸钙。改性微球有利于在聚丙烯塑料基材中进行三维方向上的导热，使得聚丙烯改性塑料各个方向导热更加均匀；本发明专利技术中的改性玻纤可有效提升聚苯乙烯、聚丙烯之间的界面相容性；本发明专利技术制备过程简单，材料易得，制得的聚丙烯改性塑料耐候性能好，力学性能优异，导热均匀，翘曲率低，可以在高温和低温环境下下使用而不易发生断裂问题，应用范围广，非常具有实用性。非常具有实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种低翘曲聚丙烯改性塑料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及塑料
，具体为一种低翘曲聚丙烯改性塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会的进步和经济的发展，塑料的应用已经渗透到人们日常生活的方方面面，大到汽车零件，轨道交通，小到水杯、饭盒，塑料的应用给人们的生活带来了极大的便利。聚丙烯塑料密度小，力学性能好，性质稳定，不易受到化学品的腐蚀，非常受人们欢迎，但是聚丙烯属于一种半结晶型高分子，制备过程中存在成型收缩率大，翘曲率高，在低温下质脆易裂，在高温条件下又容易发生变形等缺陷，限制其发展。
[0003]为了优化聚丙烯塑料的性能，扩大其应用范围，人们通常会选择在聚丙烯塑料中添加玻璃纤维来提高聚丙烯塑料的热变形温度，同时改善其力学性能。但是我们平时添加的玻璃纤维横截面多为圆形，长径比较大，制得的聚丙烯塑料存在各向异性，虽然力学性能和耐热性能得到了一定程度上的改善，但是依旧存在收缩率大，翘曲率高的问题。
[0004]因此，人们亟需一种翘曲率低，力学性能好，耐候性好的聚丙烯改性塑料来解决上述背景中提出的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种低翘曲聚丙烯改性塑料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]一种低翘曲聚丙烯改性塑料，各原料组分如下：以重量份计，改性玻纤30-50份、改性微球20-40份、聚乙烯亚胺20-30份、改性液30-50份、聚丙烯80-100份、引发剂10-20份、正己烷15-25份、二硫苏糖醇10-20份、碳酸溶液20-30份、乳酸钙20-30份；所述引发剂为偶氮二异丁腈。
[0007]进一步的，所述改性玻纤各原料组分如下：以重量份计，硅烷偶联剂混合液30-60份、扁平玻纤80-100份、催化剂10-20份、二甲苯25-45份、过氧化二苯甲酰10-16份、苯乙烯单体20-30份；所述催化剂为氨水。
[0008]本专利技术中制备改性玻纤的原材料为扁平玻纤，扁平玻纤可以在一定程度上改善普通玻纤因为各项异性造成的聚丙烯塑料的翘曲问题，但是扁平玻纤改善聚丙烯塑料翘曲问题的能力依旧有限，因此我们在扁平玻纤的基础上，有进一步对其进行了改性。本专利技术通过在扁平玻纤上引入苯乙烯单体、聚乙烯亚胺对扁平玻璃进行改性，聚乙烯亚胺的修饰为扁平玻纤引入了叔胺，叔胺与4-乙烯基苄氯反应生成季铵盐，进而将4-乙烯苄氯引入到改性玻纤上，4-乙烯基苄氯、苯乙烯又在引发剂的作用下生成网络结构，网络结构可以组织聚丙烯分子链的流动，提升聚丙烯改性塑料的抗冲击能力和力学性能，提高耐候性、降低翘曲率。
[0009]碳纳米管具有优异的导热性，但是其导热效果存在各向异性，在固定方向上的导热效果较好，在其他方向上的导热效果较差，并且碳纳米管表面能较大，碳纳米管之间的分
子间作用力较强，如果将其直接加入到聚丙烯材料中进行复合，会由于碳纳米管之间的团聚以及导热不均造成聚丙烯塑料存在高翘曲和高收缩率的问题，三维碳氮化硼粉比表面积大，孔隙率高，其本身的性质结合了碳和氮化硼两种材料的优势，性质稳定，耐化学性好，力学性能优异，导热性强，热膨胀系数低，将其作为载体来穿插活化碳纳米管，最终制得的改性微球能够在三维方向上进行导热，将其添加到聚丙烯制得的聚丙烯塑料各部分受热更加均匀，可有效改善聚丙烯塑料的翘曲问题。
[0010]进一步的，所述改性微球为表面或内部孔隙中穿插有活化碳纳米管的三维碳氮化硅微球。
[0011]本专利技术在制备改性微球时先将三维碳氮化硼粉进行改性，在其表面修饰上大量的羟基，再对碳纳米管进行活化，使得碳纳米管表面也带有大量的含氧官能团，改性三维碳氮化硼粉上含有的大量羟基与活化碳纳米管上的大量羟基、羧基等基团发生反应，活化碳纳米管被成功修饰在改性三维碳氮化硼粉孔隙及其组织结构层间；在辊压的作用下，活化碳纳米管在改性三维碳氮化硼粉中的穿插更加密实，得到改性微球力学性能和导热效果更好；将活化碳纳米管插入到三维碳氮化硼粉中可以提高碳纳米管的分散性，改善改性微球与塑料基材的界面结合力，降低聚丙烯塑料开裂风险。单向导热碳纤维与高导热三维碳氮化硼粉的复合可以使得改性微球在聚丙烯塑料基材中形成复合导热通道，进而改善聚丙烯塑料的导热性能，使得聚丙烯塑料内部热量的传递更加均匀，进而改善聚丙烯塑料的翘曲问题。
[0012]进一步的，所述改性液包括4-乙烯基苄氯、硫代乙酸钠，所述4-乙烯基苄氯、硫代乙酸钠的质量比例为(3-5)：2。
[0013]进一步的，所述硅烷偶联剂混合液各原料组分如下，以重量份计，乙烯基硅烷偶联剂30-50份、环氧烃基硅烷偶联剂25-35份、羧基硅烷偶联剂15-25份。
[0014]一种低翘曲聚丙烯改性塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1.制备改性微球：
[0016]A.制备改性三维碳氮化硼粉；
[0017]B.制备活化碳纳米管；
[0018]C.合成改性微球；
[0019]S2.制备改性玻纤：
[0020]A.将硅烷偶联剂混合液置于乙醇中搅拌分散，加入扁平玻纤、催化剂，搅拌，取出干燥得物料B；
[0021]B.将物料B置于二甲苯溶液中搅拌分散，加入过氧化二苯甲酰、苯乙烯单体，搅拌得改性玻纤；
[0022]本专利技术通过硅烷偶联剂混合液对扁平玻纤进行改性，在扁平玻纤上修饰上环氧基、羧基、乙烯基等基团，再将其浸渍到二甲苯、过氧二苯甲酰、苯乙烯溶液中农进一步反应，使其表面成功修饰上苯乙烯单体，得到改性玻纤。
[0023]S3.制备改性液：氮气保护，将4-乙烯基苄氯置于N-甲基吡咯烷酮中搅拌溶解，加入硫代乙酸钠，继续搅拌，得改性液；
[0024]S4.合成聚丙烯改性塑料：
[0025]A.将改性玻纤、改性微球置于聚乙烯亚胺溶液中超声分散，离心抽滤，洗涤干燥得
物料C；
[0026]本专利技术在制得改性玻纤和改性微球后，又进一步将其混合并浸渍到聚乙烯亚胺溶液中反应。聚乙烯亚胺属于一种阳离子电解质，其分子上含有大量的叔胺和活性氨基，将改性玻纤、改性微球浸渍在聚乙烯亚胺溶液中，改性玻纤、改性微球上的环氧基、羧基等活性基团会与聚乙烯亚胺分子链上的氨基反应，从而将聚乙烯亚胺修饰在改性玻纤、改性微球上。
[0027]B.将物料C、改性液、聚丙烯、引发剂混合并搅拌，加入正己烷、二硫苏糖醇，加入碳酸溶液、乳酸钙，搅拌，挤出造粒得到聚丙烯改性塑料。
[0028]本专利技术首先利用硫代乙酸钠与4-乙烯基苄氯反应，硫代乙酸钠与部分苄氯反应生成硫代酸酯，将巯基保护起来，得改性液；再将改性液与物料B、聚丙烯混合，改性液中另一部分未与硫代乙酸钠发生反应的苄氯与改性微球、改性玻纤上的叔胺反应，在改性玻纤和改性微球表面生成带正电的季铵盐，由于改性玻纤、改性微球表面均带有同种电荷，由于同种电荷之间的相互排斥力，使得改性玻纤、改性微球之间的团聚现象明显减弱，有效改善了改性玻纤、改性微球在塑料基体中分布不均匀的问题，极大改善了该信你个微球、高性能玻纤的分散性，改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲聚丙烯改性塑料，其特征在于：各原料组分如下：以重量份计，改性玻纤30-50份、改性微球20-40份、聚乙烯亚胺20-30份、改性液30-50份、聚丙烯80-100份、引发剂10-20份、正己烷15-25份、二硫苏糖醇10-20份、碳酸溶液20-30份、乳酸钙20-30份。2.根据权利要求1所述的一种低翘曲聚丙烯改性塑料，其特征在于，所述改性玻纤各原料组分如下：以重量份计，硅烷偶联剂混合液30-60份、扁平玻纤80-100份、催化剂10-20份、二甲苯25-45份、过氧化二苯甲酰10-16份、苯乙烯单体20-30份。3.根据权利要求1所述的一种低翘曲聚丙烯改性塑料，其特征在于，所述改性微球上负载有活化碳纳米管的三维碳氮化硅微球。4.根据权利要求1所述的一种低翘曲聚丙烯改性塑料，其特征在于，所述改性液包括4-乙烯基苄氯、硫代乙酸钠，所述4-乙烯基苄氯、硫代乙酸钠的质量比例为(3-5)：2。5.根据权利要求2所述的一种低翘曲聚丙烯改性塑料，其特征在于，所述硅烷偶联剂混合液各原料组分如下，以重量份计，乙烯基硅烷偶联剂30-50份、环氧烃基硅烷偶联剂25-35份、羧基硅烷偶联剂15-25份。6.一种低翘曲聚丙烯改性塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备改性微球：A.制备改性三维碳氮化硼粉；B.制备活化碳纳米管；C.合成改性微球；S2.制备改性玻纤：A.将硅烷偶联剂混合液置于乙醇中搅拌分散，加入扁平玻纤、催化剂，搅拌，取出干燥得物料B；B.将物料B置于二甲苯溶液中搅拌分散，加入过氧化二苯甲酰、苯乙烯单体，搅拌得改性玻纤；S3.制备改性液：氮气保护，将4-乙烯基苄氯置于N-甲基吡咯烷酮中搅拌溶解，加入硫代乙酸钠，继续搅拌，得改性液；S4.合成聚丙烯改性塑料：A.将改性玻纤、改性微球置于聚乙烯亚胺溶液中超声分散，离心抽滤，洗涤干燥得物料C；B.将物料C、改性液、聚丙烯、引发剂混合并搅拌，加入正己烷、二硫苏糖醇，加入碳酸溶液、乳酸钙，搅拌，挤出造粒得到聚丙烯改性塑料。7.根据权利要求6所述的一种低翘曲聚丙烯改...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦金毅，
申请(专利权)人：韦金毅，
类型：发明
国别省市：