[发明专利]一种耐热老化的聚丙烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐热老化的聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

聚丙烯树脂95~105份、杂化填料10~80份、硬脂酸钙0.5~5份、增韧剂0.2~1份及偶联剂0.2~3份；

所述杂化填料包括改性石墨烯和改性硅灰石纤维；所述改性石墨烯表面带正电荷；所述改性硅灰石纤维表面带负电荷；所述改性硅灰石纤维和改性石墨烯的质量之比为（2：3）~（3：2）；

所述改性石墨烯和改性硅灰石纤维通过静电自组装形成杂化填料，所述静电自组装的步骤为：

分别将改性硅灰石纤维和改性石墨烯分散在溶剂中配制成固含量均为10~50wt%的改性硅灰石纤维悬浮液和改性石墨烯悬浮液，随后将改性硅灰石纤维悬浮液和改性石墨烯悬浮液混合并静置1~3h，待去除上层清液后，即得所述杂化填料；

所述改性硅灰石纤维由酸性改性剂对硅灰石纤维进行表面改性得到；所述酸性改性剂为盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种；

所述硅灰石纤维的表面改性的步骤为：

（1）将硅灰石纤维分散在溶剂中，添加酸性改性剂混合均匀并在60~80℃下反应2~10h；所述酸性改性剂与硅灰石纤维的质量之比为（0.5~1）:1；

（2）将步骤（1）反应后的硅灰石纤维洗涤干净并干燥后，即得改性硅灰石纤维；

所述改性石墨烯由硅烷偶联剂对石墨烯进行表面改性得到；

所述石墨烯的表面改性的步骤为：

（a）将石墨烯分散在溶剂中，添加硅烷偶联剂混合均匀并在60~100℃下反应4~20h；

（b）将步骤（a）反应后的石墨烯过滤、洗涤并干燥后，即得改性石墨烯；

所述硅烷偶联剂与石墨烯的质量之比为（0.1~0.3）:1。

2.如权利要求1所述耐热老化的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述杂化填料的重量份数为30~45份。

3.如权利要求1所述耐热老化的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述石墨烯的片径为0.5~5μm。

4.如权利要求1所述耐热老化的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述硅灰石纤维的长径比为12~14:1。

5.如权利要求1所述耐热老化的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为含氨基硅烷偶联剂；所述含氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、三氨基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷中的至少一种。

6.如权利要求1所述耐热老化的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

7.如权利要求1~6任一项所述耐热老化的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚丙烯树脂、杂化填料、硬脂酸钙、增韧剂和偶联剂混合均匀，加入双螺杆挤出机中挤出成型，即得所述耐热老化的聚丙烯复合材料。