[发明专利]一种聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯材料，特别是涉及一种低密度和高模量的聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯的来源广泛，其相对密度小，加工性能优良，而且聚丙烯的耐热性好，可在100～120℃条件下长期使用。此外聚丙烯还具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性和较小的介电率，具有较好的刚性和耐折叠性，其制品无毒无味、光泽性好。因而聚丙烯被广泛应用于汽车、家电、机械、包装等领域。

但是聚丙烯材料具有弹性模量较低的缺点，难以满足在工业中的应用要求。主要的改性方法是加入滑石粉，对于提高聚丙烯的刚性效果明显，却会同时增加聚丙烯的密度，在一些应用领域不利于轻量化的要求。针对这一问题，本发明着重研究在提高聚丙烯的刚性强度的同时，降低聚丙烯复合材料的密度，具有较好的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低，制造工艺简单的具有高模量低密度的聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种聚丙烯复合材料，按以下的重量配比称量物料：聚丙烯80～95份，无机粉体5～20份，偶联剂0.02～0.2份，抗氧剂0.1～0.3份。

所述的聚丙烯为一种或几种聚丙烯按不同比例的混合体。

所述的无机粉体为硫酸镁晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须、硫酸镁晶须、碳酸钙母粒、滑石粉中至少一种。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯类偶联剂中至少一种。

所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称1010)和三[2，4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(简称168)的组合物。

聚丙烯复合材料的制备方法，可按如下步骤制得：

(1)将无机粉体在100～150℃下，干燥2小时；

(2)将聚丙烯、无机粉体、偶联剂、抗氧剂加入混合机中搅拌直至充分混合；

(3)将混合物加入到挤出机中熔融共混挤出、冷却、切粒得到具有低密度高模量的聚丙烯复合材料。

有益效果：

本发明的具有低密度和高模量的聚丙烯复合材料，使用增刚效果更好的无机粉体填充剂，减少了填充剂的使用，使密度增加不大。同时无机粉体在偶联剂的作用下，与基体聚丙烯的相互作用增强，提高材料的刚性。

配方相对其他专利更为简单，减少了弹性体的加入，并且采用了新型的硫酸镁晶须，取得了低密度和高模量两者兼有的聚丙烯复合材料。

具体实施方式

本发明制备具有低密度和高模量的聚丙烯复合材料的方法：第一步是将无机粉体在100～150℃下，干燥2小时；第二步将聚丙烯、无机粉体、偶联剂、抗氧剂加入混合机中搅拌直至混合充分；第三步将上述混合物送入双螺杆挤出机，在螺杆的输送和剪切作用下，充分熔融、复合，后经机头挤出、拉条、冷却、风机吹干、切粒，最后包装。

下面对本发明的具体实施方式进行详细说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由权利要求书来确定。

实施例1

先将20份无机粉体硫酸镁晶须(H803i，美利肯公司)在150℃的烘箱中干燥2小时，称取80份聚丙烯(630，扬子石油化工有限公司；1215C，扬子石油化工有限公司，两者按1∶1共混)、0.2份铝酸酯偶联剂(TC-130，深圳市海成兴业科技有限公司)、0.1份抗氧剂(09助剂，北京吉海川科技发展有限公司，主要成分为1010和168，下同)在高速搅拌机中混合均匀后加入双螺杆挤出机中，在温度160～220℃(各区的温度分别为160℃、190℃、200℃、220℃、220℃、220℃、190℃，下同，略)下熔融共混挤出、冷却、切粒得到聚丙烯复合材料。

实施例2

先将10份无机粉体硫酸镁晶须(H803i，美利肯公司)在150℃的烘箱中干燥2小时，称取90份聚丙烯(630，扬子石油化工有限公司；1215C，扬子石油化工有限公司，两者按1∶1共混)、0.02份硅烷偶联剂(KH-570，深圳市海成兴业科技有限公司)、0.3份抗氧剂(09助剂，北京吉海川科技发展有限公司)在高速搅拌机中混合均匀后加入双螺杆挤出机中，在温度160～220℃区间内熔融共混挤出、冷却、切粒得到聚丙烯复合材料。

实施例3