[发明专利]一种高熔体强度原位增刚聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高熔体强度原位增刚聚丙烯复合材料及其制备方法，组分包括聚丙烯、滑石粉、熔体强度改善剂、热稳定剂和加工助剂。本发明的复合材料具有较高的熔体强度，同时实现原位增刚。

技术领域

本发明属于聚丙烯复合材料及其制备领域，特别涉及一种高熔体强度原位增刚聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，发泡聚丙烯材料由于具备较好的减重效果，得到了广泛关注，在汽车和家电材料领域得到大量使用。发泡聚丙烯材料最重要的特性要求是具备较高的熔体强度，以保证在发泡时泡孔结构完整而不至于塌陷。而这些要求也是改性聚丙烯技术的重点和难点。另一方面，聚丙烯是最常见的通用塑料品种，通用塑料工程化也就是提高聚丙烯的刚性也是改性聚丙烯材料一直的研究方向。

CN 109836755 A公开了一种聚丙烯组合物及汽车内饰件用聚丙烯材料，采用木纤维粉和单片层石墨烯对碱式硫酸镁填充的聚丙烯材料进行增强。但是常规的木纤维一般都是微米级的填料，在材料中往往会因为尺寸过大而导致应力集中。如果将此发明的材料应用于发泡方面，木纤维的加入很可能会影响泡孔结构的完整性。并且此发明对于这些填料的加入对熔体强度的影响并没有提及。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高熔体强度原位增刚聚丙烯复合材料及其制备方法，采用MXene-SiO₂进行原位增刚，克服现有技术微米增强而导致的应力集中问题。

本发明的一种聚丙烯复合材料，按重量份数，原料组分包括：

所述聚丙烯在230℃/2.16kg条件下熔体流动速率为1-100g/10min；所述滑石粉为分子式Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂的层状硅酸盐水合物。

所述MXene-SiO₂作为熔体强度改善剂。

所述MXene-SiO₂为二维过渡族金属碳(氮)化物MXene-SiO₂纳米片，结构式为Ti₃C₂T_x-SiO₂，其中T为-OH，-O或-F；x值≥1.0。

其中所述的T为多层MXene表面的官能团，x为官能团的数量。

所述MXene-SiO₂纳米片为多层MXene-SiO₂纳米片，其中多层为大于或等于2层。

所述利用氢氟酸HF对Ti₃AlC₂进行刻蚀获得MXene-SiO₂纳米片。

所述MXene-SiO₂由下列方法制备，包括：

将HF加入容器中，再在磁力搅拌下加入纳米二氧化硅和Ti₃AlC₂，反应，反应结束后，洗涤，冷冻干燥，得到多层Ti₃C₂T_x-SiO₂粉末，即为MXene-SiO₂。

所述纳米二氧化硅的粒径为1-100nm；Ti₃AlC₂为经过400目网筛选的Ti₃AlC₂；所述纳米二氧化硅和Ti₃AlC₂的质量比为1：0.5-1:0.8；HF和Ti₃AlC₂的摩尔比为7.5-9.2。

所述反应为30-40℃下反应12-24h。所述洗涤为用超纯水离心洗涤至pH位6.5。