聚丙烯组合物、聚丙烯复合粉料及其制备方法及应用、聚丙烯制品技术

本发明专利技术涉及高分子复合材料领域，具体涉及一种聚丙烯组合物、聚丙烯复合粉料及其制备方法及应用、聚丙烯制品。以重量份计，所述组合物中含有：聚丙烯100份、弹性体5

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯组合物、聚丙烯复合粉料及其制备方法及应用、聚丙烯制品


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料领域，具体涉及一种聚丙烯组合物、聚丙烯复合粉料及其制备方法及应用、聚丙烯制品。

技术介绍

[0002]3D打印技术被誉为继蒸汽机、电脑和互联网后的又一项伟大发现，是引导第三次工业革命的先进制造技术。相比传统的铸造、切削等制造工艺，3D打印工艺具有材料利用率高、无需模具支撑、制造时效快、打印模型复杂及精度高等优点。其中选择性激光烧结(SLS)是以激光束为能源将铺好的粉末材料进行逐层选择性烧结得到三维实体零件的一种3D打印技术。
[0003]聚丙烯材料是一种质地纯净、无毒、无味的通用聚烯烃材料，具有价格低廉、性能优异等特点，可采用注塑、挤出或吹膜等加工方式，然而在SLS型3D打印加工制作中，材料容易发生收缩翘曲，导致打印制品件尺寸精度变差、翘曲变形，甚至能引起制品件韧性低、易脆断和强度不够等问题。
[0004]气化细渣是近几年伴随着煤化工产业迅速发展而产生的一种存量较大的废弃物料，具有十分优异的物理性质和化学性质，可经过适当的处理改性，能够综合利用，但是目前大部分气化细渣仍为填埋堆放处理，没有被合理化应用。
[0005]目前，聚丙烯材料进行选择性激光烧结3D打印中，多采用添加空心玻璃微珠改性，其与聚丙烯相容性差和价格昂贵等缺点，限制了其复合聚丙烯材料的广泛使用。而目前报道的气化渣改性聚丙烯材料方法中，将气化渣细渣进行了脱碳等处理，降低了其与聚丙烯材料的相容性，且气化细渣处理过程繁琐。
专利技术内容
[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的聚丙烯产品在选择性激光烧结时发生易翘曲变形、打印精度差等缺点问题，提供一种聚丙烯组合物、聚丙烯复合粉料及其制备方法及应用、聚丙烯制品，由于包含该组合物的聚丙烯复合粉料具有良好的热稳定性和导热性，因此，所述聚丙烯复合粉料在SLS型3D打印过程中不易引起材料的翘曲变形，能够提高所述聚丙烯制品的精度和打印效率，所述聚丙烯制品具有高精度、高强度、高刚性的特点。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种聚丙烯组合物，其特征在于，以重量份计，所述组合物中含有：聚丙烯100份、弹性体5
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40份，相容剂1
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10份，抗氧剂0.1
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5份，改性气化细渣5
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40份。
[0008]其中，所述改性气化细渣为偶联剂改性气化细渣；
[0009]所述气化细渣为煤粉气化残渣。
[0010]本专利技术第二方面提供一种制备聚丙烯复合粉料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0011]S1、将聚丙烯、弹性体、相容剂和抗氧剂进行共混、挤出造粒，得到改性聚丙烯粒料；
[0012]S2、将所述改性聚丙烯粒料进行脆化、粉碎、筛分，得到改性聚丙烯；
[0013]S3、在第一搅拌条件下，将气化细渣与包含偶联剂与分散剂的混合液进行改性，静置后冷却得到改性气化细渣；
[0014]S4、将所述改性聚丙烯和所述改性气化细渣进行第二搅拌，得到聚丙烯复合粉料；
[0015]其中，所述气化细渣为煤粉气化残渣。
[0016]本专利技术第三方面提供一种聚丙烯复合粉料，其特征在于，由本专利技术第二方面提供的方法制备得到。
[0017]本专利技术第四方面提供一种聚丙烯制品，其特征在于，所述制品由本专利技术第三方面提供的聚丙烯复合粉料制得。
[0018]本专利技术第五方面提供一种第一方面提供的聚丙烯组合物、第三方面提供的制备聚丙烯复合粉料的方法、第三方面提供的聚丙烯复合粉料在选择性激光烧结3D打印中的应用。
[0019]通过上述技术方案，本专利技术提供的聚丙烯组合物、聚丙烯复合粉料及其制备方法及应用、聚丙烯制品获得以下技术效果：
[0020]1、本专利技术提供的聚丙烯组合物无毒、无味且成本低廉，由于包含改性气化细渣具有良好的导热性和热稳定性，由该组合物制备得到的聚丙烯复合粉料符合3D打印要求，具有良好的导热性、热稳定性、高强度和流动性，打印过程中不仅能够改善材料铺粉效果，还能使废弃气化细渣高质化利用；
[0021]2、本专利技术提供的聚丙烯复合粉料在打印过程中不易引起材料的翘曲变形，提高了打印效率，且由该聚丙烯复合粉料打印而成的聚丙烯制品具有高精度、高强度和高刚性的特点。
附图说明
[0022]图1是本专利技术制备例1的聚丙烯复合粉料的照片；
[0023]图2是本专利技术制备例3的聚丙烯复合粉料的照片
[0024]图3是本专利技术实施例1所制备得到的聚丙烯制品A1。
[0025]图4是本专利技术实施例3所制备得到的聚丙烯制品A3。
具体实施方式
[0026]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0027]本专利技术第一方面提供一种聚丙烯组合物，其特征在于，以重量份计，所述组合物中含有：聚丙烯100份、弹性体5
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40份，相容剂1
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10份，抗氧剂0.1
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5份，改性气化细渣5
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40份。
[0028]其中，所述改性气化细渣为偶联剂改性气化细渣；
[0029]所述气化细渣为煤粉气化残渣。
[0030]本专利技术中，所述聚丙烯组合物无毒无味且成本低廉，组合物中包含的改性气化细渣使得该组合物具有良好的导热性和热稳定性。
[0031]进一步地，由该组合物制备得到的聚丙烯复合粉料符合3D打印要求，其中的改性气化细渣具有合适的粒径，聚丙烯复合粉料具有良好的导热性、热稳定性、高强度和流动性，打印过程中不仅能够改善材料铺粉效果，还能使废弃气化细渣高质化利用。
[0032]根据本专利技术，以重量份计，所述组合物中含有：聚丙烯100份，弹性体5
‑
30份，相容剂1
‑
8份，抗氧剂0.1
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3份，改性气化细渣10
‑
30份。
[0033]根据本专利技术，所述偶联剂的用量为所述气化细渣的用量的0.5
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3wt％。
[0034]进一步地，所述偶联剂的用量为所述气化细渣的用量的0.5
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1.5wt％。
[0035]根据本专利技术所述气化细渣的粒径为10
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50μm。
[0036]本专利技术中，所述气化细渣的粒径满足10
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50μm，具有合适的粒径、良好的球形度和尺寸稳定性、热稳定性、高强度和流动性，能够提高铺粉效果，进而提高聚丙烯制品的力学性能。
[0037]本专利技术中，专利技术人研究发现，在控制所述气化细渣的粒径为10
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50μm的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯组合物，其特征在于，以重量份计，所述组合物中含有：聚丙烯100份、弹性体5
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40份，相容剂1
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10份，抗氧剂0.1
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5份，改性气化细渣5
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40份；其中，所述改性气化细渣为偶联剂改性气化细渣；所述气化细渣为煤粉气化残渣。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以重量份计，所述组合物中含有：聚丙烯100份，弹性体5
‑
30份，相容剂1
‑
8份，抗氧剂0.1
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3份，改性气化细渣10
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30份；优选地，所述偶联剂的用量为所述气化细渣的用量的0.5
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3wt％，优选为所述气化细渣的用量的0.5
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1.5wt％；优选地，所述气化细渣的粒径为10
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50μm；优选地，所述气化细渣的堆积密度为0.35
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0.6g/cm3，硅铝比为1
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4：1。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述聚丙烯选自均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，所述共聚聚丙烯为丙烯与乙烯和/或1
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烯烃的共聚聚丙烯；优选地，在230℃和载荷2.16kg下，所述聚丙烯的熔融指数为15
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30g/10min；优选地，以所述聚丙烯的总重量为基准，乙烯的含量为0
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30wt％，1
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烯烃的含量为0
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30wt％；优选地，所述弹性体选自乙烯
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丁烯共聚物和/或乙烯
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辛烯共聚物；优选地，所述相容剂选自环氧型相容剂、羧酸型相容剂和酸酐型相容剂中的至少一种，优选为酸酐型相容剂；优选地，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，其中，所述主抗氧剂为受阻酚和/或硫酯类抗氧剂，所述辅抗氧剂为亚磷酸盐和/或酯类抗氧剂；优选地，所述主抗氧剂和所述辅抗氧剂的质量比为0.5
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3：1；优选地，所述偶联剂选自硬脂酸、硼酸酯、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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甲基丙烯酰氧基丙基硅烷和聚钛酸丁酯中的至少一种，优选γ
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氨丙基三乙氧基硅烷和/或γ
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甲基丙烯酰氧基丙基硅烷。4.一种制备聚丙烯复合粉料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将聚丙烯、弹性体、相容剂和抗氧剂进行共混、挤出造粒，得到改性聚丙烯粒料；S2、将所述改性聚丙烯粒料进行脆化、粉碎、筛分，得到改性聚丙烯；S3、在第一搅拌条件下，将气化细渣与包含偶联剂与分散剂的混合液进行改性，静置后冷却得到改性气化细渣；S4、将所述改性聚丙烯和所述改性气化细渣进行第二搅拌，得到聚丙烯复合粉料；其中，所述气化细渣为煤粉气化残渣。5.根据权利要求4所述的方法，其中，以重量份计，所述聚丙烯用量为100份、弹性体用量为5
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40份，相容剂用量为1
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10份，抗氧剂用量为0.1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张得栋，李磊，江尧，杨玮婧，刘振盈，袁炜，金政伟，黄河，申宏鹏，王芳，马金欣，刘艳丽，丁将敏，田敬晓，
申请(专利权)人：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：