一种聚丙烯复合材料及其制备方法技术

一种聚丙烯复合材料制备方法，由包括聚丙烯55～90质量份、改性海泡石3～5质量份，改性纳米TiO21～2质量份、以及加工助剂制得；海泡石由盐酸溶液进行表面处理，制备过程为：海泡石

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，尤其是涉及一种防水耐湿、力学性能优异、防老化的聚丙烯复合材料；本专利技术还涉及一种聚丙烯复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯( Polyetheretherketone，简称PP) 是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是平常常见的高分子材料之一。
[0003]聚丙烯同时也存在一些缺点，成型收缩率过大，低温下容易脆裂，韧性不足，耐磨性过低，易受紫外光辐射出现老化, 从而导致强度和韧性都大幅度降低，这些问题需要通过改性解决。
[0004]纳米TiO2是一种常用的光屏蔽剂, 化学性质稳定、无毒、耐热性好, 相对于传统有机抗老化改性剂, 更具环保性和持久性。
[0005]海泡石作为一种含水镁硅酸盐的天然矿石 ,常呈纤维状或针状结构 , 具有较高的形状比和表面物理化学性质 ,可用于聚合物的改性。

技术实现思路

[0006]为了克服聚丙烯的不足，本专利技术目的在于提供一种具有具有适当强度、硬度与摩擦学性能，足够的弹性与韧性，防水耐湿、防滑耐高温耐老化的聚丙烯复合材料及其制备方法。
[0007]为了解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供一种聚丙烯复合材料，该聚醚醚酮复合材料包括由聚丙烯93～96质量份、改性海泡石3～5质量份，改性纳米TiO21～2质量份制得；所述改性海泡石用盐酸溶液表面处理；所述改性纳米TiO2用甲基丙烯酸甲酯进行表面处理；所述聚丙烯复合材料经包括以下步骤制得：将聚丙烯、改性海泡石、改性纳米TiO2按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出、拉条水冷切粒后得到改性聚丙烯粒料，加工温度180～220℃，设置一区温度为140～160℃，二区温度为160～180℃，三区温度为180～200℃，四区温度为200～220℃，五区温度为190～210℃，机头温度为190～210℃，主机螺杆转速为200～300rpm，喂料杆转速：20～40rpm，粒料干燥后使用注塑机加工成型。
[0008]作为优选技术方案，本专利技术提供的聚丙烯复合材料，所述海泡石经过提纯处理，取一定量的海泡石(海泡石粉末和海泡石绒两种)，按照海泡石与水质量比为 1:5 加入大烧杯中，水化过夜。加入一定体积的稀盐酸，搅拌至无气泡产生为止，除去碳酸钙；放置一段时间后，取上层颜色均一的悬浮液，洗涤、抽滤至中性。在离心机上分离提纯，得到提纯海泡石，提纯后的海泡石经抽滤、洗涤、120℃真空干燥处理后，研磨，放入自封袋备用。
[0009]作为优选技术方案，本专利技术提供的聚丙烯复合材料，海泡石提纯后，需要使用盐酸进行表面处理，将海泡石用去离子水浸泡20～30min，分离出浮渣、过滤，用1.0mol/L的HCl
溶液在70℃恒温下浸泡10h，控制固液比为10:1，然后用蒸馏水洗涤，真空抽滤，除去钙氯离子，直至用AgNO3溶液测试溶液中无白色沉淀为止，将过滤物烘干后，经500℃高温煅烧5～6h，取出自然冷却至室温。
[0010]作为优选技术方案，本专利技术提供的聚丙烯复合材料，所述改性纳米TiO2由甲基丙烯酸甲酯进行表面处理，将TiO2与去离子水和十二烷基磺酸钠搅拌，升温至一定温度, 搅拌后滴加40%～50％甲基丙烯酸甲酯, 反应完毕后, 减压过滤, 烘至恒量, 研磨至微粒状制得改性纳米TiO2。
[0011]为了解决上述技术问题，另一方面，本专利技术提供一种聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：制备改性海泡石，取一定量的海泡石(海泡石粉末和海泡石绒两种)，按照海泡石与水质量比为 1:5 加入大烧杯中，水化过夜。加入一定体积的稀盐酸，搅拌至无气泡产生为止，除去碳酸钙；放置一段时间后，取上层颜色均一的悬浮液，洗涤、抽滤至中性。在离心机上分离提纯，得到提纯海泡石，提纯后的海泡石经抽滤、洗涤、120℃真空干燥处理后，研磨，放入自封袋备用。海泡石提纯后，需要使用盐酸进行表面处理，将海泡石用去离子水浸泡20～30min，分离出浮渣、过滤，用1.0mol/L的HCl溶液在70℃恒温下浸泡10h，控制固液比为10:1，然后用蒸馏水洗涤，真空抽滤，除去钙氯离子，直至用AgNO3溶液测试溶液中无白色沉淀为止，将过滤物烘干后，经500℃高温煅烧5～6h，取出自然冷却至室温。
[0012]制备改性TiO2，纳米TiO2由甲基丙烯酸甲酯进行表面处理，将TiO2与去离子水和十二烷基磺酸钠搅拌，升温至一定温度, 搅拌后滴加40%～50％甲基丙烯酸甲酯, 反应完毕后, 减压过滤, 烘至恒量, 研磨至微粒状制得改性纳米TiO2。
[0013]将聚丙烯、改性海泡石、改性纳米TiO2按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出、拉条水冷切粒后得到改性聚丙烯粒料作为优选技术方案，本专利技术提供的聚丙烯复合材料制备方法，挤出加工温度180～220℃，设置一区温度为140～160℃，二区温度为160～180℃，三区温度为180～200℃，四区温度为200～220℃，五区温度为190～210℃，机头温度为190～210℃，主机螺杆转速为200～300rpm，喂料杆转速：20～40rpm，粒料干燥后使用注塑机加工成型。
[0014]在不冲突的情况下，上述优选方案可单独或组合实施。
[0015]本专利技术带来的有益效果：组份中的海泡石用盐酸溶液表面处理后，提高了海泡石的孔隙度，增强了对聚丙烯基体的改性效果。
[0016]少量的改性海泡石能够高度分散于PP基材中，并且形成了纤维网状结构，对复合材料起到了随机增强的作用。
[0017]海泡石的层链状结构存在位阻效应，在拉伸过程中可以有效阻碍PP分子链的扩展。
[0018]改性海泡石粒子会引导PP进行异相成核，形成大量的微晶，促使PP结晶更加完善，从而提高了PP复合材料的冲击强度。
[0019]纳米TiO2是一种常用的光屏蔽剂, 化学性质稳定、无毒、耐热性好, 相对于传统有机抗老化改性剂, 更具环保性和持久性。实验证明: 随着纳米粒子含量的增加, 异质形核的质点数增大，晶粒减小，从而使纯PP的强度、韧性随TiO2量的增高而增加。
[0020]随着纳米TiO2含量的增加, 粒子在PP中分散困难，极易团聚，一方面降低了TiO2粒子与PP基体的界面粘合，另一方面由于大部分团聚体是软团聚，当PP受冲击时, 团聚体易于从基体上剥落或自身开裂，从而冲击性能下降，本专利技术使用甲基丙烯酸酯对纳米TiO2粒子进行改性，以进一步提升聚丙烯复合材料的拉伸强度和冲击强度。
[0021]改性纳米TiO2的添加能够有效克服聚丙烯易受紫外光辐射出现老化的缺点，并且提高聚丙烯复合材料的的弹性、韧性、吸附性、防水性。
[0022]采用天然海泡石纤维对PP进行改性，提高其强度、硬度与耐磨性和吸附性成本，同时降低产品本。
[0023]本专利技术聚丙烯复合材料性能优良，具有优良的力学性能和摩擦学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯复合材料，其特征在于，该聚丙烯复合材料包括聚丙烯93～96质量份、改性海泡石3～5质量份，改性纳米TiO21～2质量份制得；所述改性海泡石用盐酸溶液表面处理；所述改性纳米TiO2用甲基丙烯酸甲酯进行表面处理；所述聚丙烯复合材料经包括以下步骤制得：将聚丙烯、改性海泡石、改性纳米TiO2按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出、拉条水冷切粒后得到改性聚丙烯粒料，加工温度180～220℃，设置一区温度为140～160℃，二区温度为160～180℃，三区温度为180～200℃，四区温度为200～220℃，五区温度为190～210℃，机头温度为190～210℃，主机螺杆转速为200～300rpm，喂料杆转速：20～40rpm，粒料干燥后使用注塑机加工成型。2.根据权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述海泡石经过提纯处理，取一定量的海泡石(海泡石粉末和海泡石绒两种)，按照海泡石与水质量比为 1:5 加入大烧杯中，水化过夜。加入一...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖林娇，周卓，龚杨春，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：