[发明专利]一种稻壳灰改性聚丙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域，涉及一种改性聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯由于无毒、无味、密度小、优良抗吸湿性、优良抗酸碱腐蚀性、优良抗溶解性等特点，作为一种常用工程塑料被广泛应用于汽车工业、家用电器、管材、机械零件制作等方面。但是聚丙烯也有一些不足之处，如具有较大的成型收缩率、耐磨性不足、热变形温度不高、强度不高等。在实际生活中常采用改性的方法来赋予聚丙烯新的性能，其中主要包括使用共聚改性、接枝改性、交联改性以及填充改性的方法来改善聚丙烯的性能。其中填充改性主要用滑石粉、碳酸钙、玻璃微珠等。

我国作为世界上主要的产稻国家，稻壳数量庞大，目前尚未找到合适的开发利用途径，在许多地方成为农业废弃物，对环境产生巨大压力。而将稻壳经过高温燃烧后剩余的为稻壳灰，其主要成分是90%的二氧化硅和9%以上的活性炭，其中二氧化硅作为一种无机填料对塑料基体的力学增强、提高热变形温度有显著效果。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种改性聚丙烯材料及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改性聚丙烯材料，由包括以下重量份的组分制成：

所述的聚丙烯粒子为均聚聚丙烯，等规度为60%-95%，重均分子量为10万-30万。

所述的稻壳灰粒径为100-1500目。

所述的稻壳灰经过预先处理，处理方法如下：将稻壳灰溶于偶联剂的乙醇溶液中，然后高速搅拌，其中稻壳灰与偶联剂的质量比固定为100:2，搅拌同时将其置于超声池中超声分散30min后，将分散均匀的稻壳灰置于90-120℃烘箱内烘干10-24h，将附着于稻壳灰上的乙醇溶液完全除去。

所述偶联剂选自KH-550（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）、NDZ-101（异丙基二油酸酰氧基钛酸酯）或A-101（乙烯基三甲氧基硅烷）中的一种或一种以上。

所述抗氧剂选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、二苯胺、3，5-三级丁基-4-羟基苯基硫醚、对苯二胺或二氢喹啉中的一种或一种以上。

所述的增塑剂选自对苯二甲酸甲酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯或乙酰柠檬酸三乙酯中的一种或一种以上。

所述的光稳定剂选自羟基二苯甲酮、羟基苯并三唑或水杨酸中的一种或一种以上。

所述的润滑剂选自硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或硬脂酸镁等中的一种或一种以上。

一种上述稻壳灰改性的聚丙烯粒子的制备方法，该方法步骤如下：

（1）按上述配比称取各组分原料，将100份聚丙烯粒子、5-50份稻壳灰、0.1-1份抗氧剂、1-10份增塑剂、1-10份光稳定剂和1-10份润滑剂加入高速混合机中混合均匀，置于真空烘箱中烘干；

（2）将干燥好的物料经过计量泵送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，经过模头挤出造粒后，得到稻壳灰改性的聚丙烯粒子。

所述的混合温度为100-150℃，混合时间为5-20min。

所述的烘干温度为100-120℃，烘干时间为10-24h。

所述的双螺杆挤出机长径比为30:1，双螺杆温度设置为140℃，160℃，180℃，200℃，220℃，240℃，挤出机转速为10-100rpm。

本发明通过添加稻壳灰于聚丙烯粒子中提高聚丙烯粒子的力学性能。该聚丙烯粒子不仅具有无毒、无味、密度小、优良抗吸湿性、优良抗酸碱腐蚀性、优良抗溶解性等特点，同时提高了其力学性能。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1.本发明中的稻壳灰为一种农业废弃物，将其作为填料添加于聚丙烯中既可以将其废物利用保护环境，又可以大大降低塑料粒子的成本。

2.本发明中由于稻壳灰是一种无机混合物，其对聚丙烯粒子的力学增强、耐热性提高有显著作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

粒径100目稻壳灰的预处理：将5份稻壳灰溶于加了0.1份KH-550的乙醇溶液，高速搅拌，搅拌同时将其置于超声池中超声分散30min后，将分散均匀的稻壳灰置于90-120℃烘箱内烘干10-24h，将附着于稻壳灰上的乙醇溶液完全除去。