[发明专利]一种纳米聚丙烯复合材料

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种纳米聚丙烯复合材料。

背景技术

聚丙烯复合材料通常采用的添加剂有重质碳酸钙和纳米碳酸钙，两者各有优缺点。

重质碳酸钙不仅成本低而且可提高聚丙烯复合材料的抗冲击强度，但是重质碳酸钙在添加到聚丙烯复合材料的时候，往往会影响聚丙烯复合材料的表面性能，如会出现表面发白的现象。

纳米碳酸钙虽成本高，但它可以提高聚丙烯的抗冲击强度，改善聚丙烯表面性能，如改善光泽度和提高抗划伤性能等，所以纳米碳酸钙经常被用作聚丙烯复合材料的添加剂。如申请号为01108269的中国发明专利介绍了一种纳米碳酸钙-聚丙烯复合材料及其制备方法，它主要由聚丙烯组成,其中含有0.25-30%(m/m)的纳米CaCO₃；申请号为200610156323的中国发明专利公开了一种纳米碳酸钙聚丙烯复合材料，该复合材料包含100份聚丙烯树脂、1-15份纳米碳酸钙、1-20份弹性体、0.1-1份稳定剂。

但是研究结果表明随着纳米碳酸钙添加量的增加，聚丙烯复合材料的抗冲击强度先增加，然后降低。这是因为随着纳米碳酸钙的添加量的增加使得纳米碳酸钙自身的团聚现象越来越严重，进而造成聚丙烯复合材料的抗冲击强度降低。出于对聚丙烯复合材料在抗冲击强度方面的考虑，纳米碳酸钙的添加量受到一定的限制，由于限制了纳米碳酸钙的添加量所以聚丙烯复合材料的表面性能得不到有效改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、既能保持良好的物理机械性能又能改善聚丙烯材料表面性能的纳米聚丙烯复合材料。

本发明的目的是这样实现的：

一种纳米聚丙烯复合材料，它包括以下重量份的原料：

聚丙烯             80-120份

纳米碳酸钙         10-25份

重质碳酸钙         30-50份。

优选的，它包括以下重量份的原料：

聚丙烯             90-110份

纳米碳酸钙         15-25份

重质碳酸钙         35-45份。

更为优选的，它包括以下重量份的原料：

聚丙烯             100份

纳米碳酸钙         20份

重质碳酸钙         40份。

所述纳米碳酸钙的粒径为50-150纳米。

所述重质碳酸钙的粒径为2000-2500目。

所述纳米聚丙烯复合材料还包括助剂。

纳米聚丙烯复合材料还包括助剂，所述助剂为增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂、防霉剂、着色剂中的一种或任意几种，可根据需要按常规添加量进行添加。

所述纳米聚丙烯复合材料的制备方法是将上述配方量的原料混合，搅拌均匀后通过双螺杆造粒挤机挤出。

所述双螺杆造粒挤机挤出造粒时前段、中段和后段的温度分别为200℃、210℃、190℃。

本发明的有益效果为：本发明利用纳米碳酸钙的小质量和高表面能，使得纳米碳酸钙附着在重质碳酸钙表面，形成核/壳层的复合结构。在混炼的过程中，纳米碳酸钙附着在重质碳酸钙的表面随着重质碳酸钙一起运动，有效避免了纳米碳酸钙的团聚现象；另外由于纳米碳酸钙具有高的表面能，它与聚丙烯高分子链的结合更加紧密，因此重质碳酸钙可以通过附着在其表面的纳米碳酸钙与聚丙烯高分子链结合，使得聚丙烯复合材料表面更加平整，光泽性能更好，表面抗划伤能力更强；没有附着在重质碳酸钙表面的纳米碳酸钙将填充到聚丙烯复合材料的各种间隙，表现出纳米材料的各种优点。本发明采用纳米碳酸钙和重质碳酸钙相结合的方式，降低了成本，克服了单独使用重质碳酸钙和纳米碳酸钙填充聚丙烯的缺点，在保持良好物理机械性能的基础上，有效改善了复合聚丙烯材料的表面性能。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施范围并不限于此。

实施例1

将80Kg聚丙烯、10Kg粒径为50纳米的纳米碳酸钙、50Kg粒径为2500目的重质碳酸钙混合，搅拌均匀后通过双螺杆造粒挤机挤出，双螺杆造粒挤机挤出造粒时前段、中段和后段的温度分别为199℃、211℃、191℃。

本实施例制得的纳米聚丙烯复合材料的物理机械性能： 

。

本实施例制得的纳米聚丙烯复合材料的表面性能：表面光泽，无发白的现象，用手指在表面刮划没有明显的划痕。

实施例2