[发明专利]一种高力学性能聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高力学性能聚丙烯复合材料及其制备方法，涉及高分子材料领域，包括以下重量份计的原料：聚丙烯80‑100份、马来酸酐1.2‑1.8份、过氧化二异丙苯0.15‑0.32份、第二单体0.15‑0.32份、玻璃纤维18‑25份、沸石粉10‑17份、硬脂酸锌10‑16份、纳米氮化硅7‑12份、纳米二氧化钛7‑12份、碳黑4‑8份、抗氧剂0.5‑1.2份和硅烷偶联剂0.8‑1.6份；本发明材料添加通过原料间的协配作用，具有良好的强度和抗机械冲击性，耐磨性和抗折抗压性能优异，本发明制备方法中添加第二单体解决了实际生产中聚丙烯接枝马来酸酐产品的接枝率低下和降解严重的问题，从而提升材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高力学性能聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)由于它具有价廉、质轻、来源广以及加工性能好等优点而得到广泛的应用。但是由于PP的非极性、结晶性和表面能低，在熔融状态下冷却时易生成大球晶，致使冲击强度低，低温时易脆裂，粘合性、抗静电性、亲水性差以及与极性聚合物、金属或无机填料的相容性差等，因此限制了聚丙烯在应用领域的进一步拓展，然而聚丙烯低廉的价格和理想的加工性能，促使人们通过经济实用的改性方法来提高其性能。为此，从上世纪70年代中期以来，国内外许多学者对PP的改性进行了大量的研究。作为汽车用材料，聚丙烯复合树脂因价格低廉，材料的可再生和轻量化的优势使用量逐渐增加。但是聚丙烯作为汽车制造用材料仍存在抗冲击性能差、韧性差、尺寸稳定性差、易老化和长期热稳定性差的缺点。

专利CN1346844介绍了硬聚氯乙烯双壁波纹管的制备物料，发明通过提高物料的润滑性，杜绝生产过程中的“分解”现象。该物料具有优良的低温塑化性能、脱模性，产品的冲击强度、刚度显著改善。但很难避免由于加工过程中的硬聚氯乙烯分解产生的氯化氢造成对模具的腐蚀，并未对热老化性能予以考虑。但硬氯乙烯在加工过程中会分解产生氯化氢而腐蚀模具，且未考虑材料的耐热氧老化性能。

专利CN1817958涉及一种将硬石膏填充到聚氯乙烯中，用于制备双壁波纹管材的复合材料，该发明以表面进行化学改性的硬石膏作为填充料，增强硬石膏与载体树脂的相容性，使材料性能提高。由该方法值得的管材适用于工农业排水、排污、邮电通信、农业灌溉等行业。这种波纹管由于聚氯乙烯的热分解温度低，不能满足汽车波纹管长期高温使用要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高力学性能聚丙烯复合材料及其制备方法，本发明材料通过添加通过原料间的协配作用，具有良好的强度和抗机械冲击性，耐磨性、柔韧性和抗折抗压性能优异，本发明制备方法中通过添加第二单体参与到聚丙烯接枝马来酸酐的过程中，解决了实际生产中聚丙烯接枝马来酸酐产品的接枝率低下和降解严重的问题，从而提升材料的力学性能。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种高力学性能聚丙烯复合材料，包括以下重量份计的原料：

包括以下按重量份计的原料：聚丙烯80-100份、马来酸酐1.2-1.8份、过氧化二异丙苯0.15-0.32份、第二单体0.15-0.32份、玻璃纤维18-25份、沸石粉10-17份、硬脂酸锌10-16份、纳米氮化硅7-12份、纳米二氧化钛7-12份、碳黑4-8份、抗氧剂0.5-1.2份和硅烷偶联剂0.8-1.6份。

优选地，包括以下重量份计的原料：聚丙烯85-95份、马来酸酐1.4-1.6份、过氧化二异丙苯0.22-0.27份、第二单体0.22-0.27份、玻璃纤维20-23份、沸石粉12-15份、硬脂酸锌12-14份、纳米氮化硅9-11份、纳米二氧化钛9-11份、碳黑5-7份、抗氧剂0.7-1份和硅烷偶联剂1.1-1.3份。