[发明专利]一种高刚韧聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合材料领域，具体涉及一种高刚韧聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

五大通用塑料中，聚丙烯(PP)发展历史虽短，却是发展最快的一种。与其他通用塑料相比，PP具有较好的综合性能，例如：相对密度小，有较好的耐热性，维卡软化点高于HDPE和ABS，加工性能优良；机械性能如屈服强度、拉伸强度及弹性模量均较高，刚性和耐磨都较优异；具有较小的介电率，电绝缘性良好，耐应力龟裂及耐化学药品性能较佳等。但由于PP成型收缩率大、弯曲弹性模量较低、低温缺口冲击强度低，这大大限制了PP的推广和应用。为此，从上世纪70年代中期，国内外就对PP改性进行了大量的研究，通过弹性体增韧改性，填料填充PP增强，或者利用弹性体和填料增韧增强等。     

橡胶或热塑性弹性体以弹性微粒状分散结构增韧塑料，已被证实是增韧效果较为明显的一种方法。由于PP具有较大的晶粒，故在加工时球晶界面容易出现裂纹，导致其脆性。通过掺人各种含有柔性高分子链的橡胶或弹性体，可大幅度提高PP的冲击强度，改善低温韧性。传统的PP增韧剂有三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、苯乙烯与丁二烯类热塑性弹性体(SBS)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等，其中以EPDM或EPR的效果最好。但是采用橡胶或弹性体改性增韧的同时会大大降低材料的刚性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高刚韧聚丙烯复合材料，其在不明显改变聚丙烯基体的物理性能的情况下具有高刚韧特性。

本发明的具体技术方案如下：

一种高刚韧聚丙烯复合材料，由下述物质按重量份数计制备而成：

聚丙烯基体                         50-80份

丙烯-乙烯嵌段共聚物                15-30份

无机填料                           5-20份；

所述聚丙烯基体选自均聚聚丙烯，无规共聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯中的一种

所述丙烯-乙烯嵌段共聚物中乙烯的质量占丙烯-乙烯嵌段共聚物总质量的9~16%。

所述聚丙烯基体的熔体流动速率为0.2~10g/10min，该熔体流动速率范围内的聚丙烯基体与丙烯-乙烯嵌段共聚物有很好的相容性。

所述丙烯-乙烯嵌段共聚物的熔体流动速率为3~8g/10min，密度为0.858~0.879g/cm³；采用上述熔体流动速率和密度范围内的丙烯-乙烯嵌段共聚物与聚丙烯基体有很好的相容性。

所述无机填料采用本领域内的常规无机填料均可，优选的采用滑石粉、碳酸钙、硫酸钙中的一种。

    上述高刚韧聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料物质混合均匀后于双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到高刚韧聚丙烯复合材料；双螺杆挤出机中螺杆转速为100-250转/分，挤出温度为170-260℃。

    所述双螺杆挤出机的长径比为25～40。

本发明的优点在于：

1. 本发明所采用的原料简单，不引入橡胶或弹性体对聚丙烯复合材料改性增韧的情况下，制得的聚丙烯依然具有高刚韧特性，并且不会明显改变聚丙烯基体的物理性能；

2. 本发明的高刚韧聚丙烯组合物制备工艺简便、成本低。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

实施例中各测试项目标准如下：

熔体流动速率：按ASTMD1238-01测定。

乙烯含量：采用FT-IR法测定。

拉伸强度：按ASTM D638-00测定。

弯曲模量：按ASTM D790-97测定。

IZOD缺口冲击强度：按ASTM D256-06测定。

断裂伸长率：按ASTM D638-03测定。

    实施例中 “聚丙烯基体”的熔体流动速率为0.2~10g/10min。

实施例中“丙烯-乙烯嵌段共聚物”中乙烯的质量占丙烯-乙烯嵌段共聚物总质量的9~16%，其熔体流动速率为3~8g/10min，密度为0.858~0.879g/cm³。

实施例1

一种高刚韧聚丙烯复合材料，由下述物质按重量份数计制备而成：

均聚聚丙烯（扬子石化F401）                        50份