[发明专利]一种耐热老化的聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热老化的聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明所述聚丙烯复合材料的组分中杂化填料由改性石墨烯和改性硅灰石纤维两种原料其表面带上相反的电荷，进而通过静电自组装而成，该杂化填料相比于传统聚丙烯复合材料组分填料具有更大的比表面积及更低的原料成本，与聚丙烯树脂基体相容结合性高，同时有效避免了两者因表面活性基团不足而容易产生表面团聚现象；所述杂化填料具有多种几何结构构成，在搭配其他优选组分后所得最终产品拉伸和弯曲强度性能可调控性高，且具有优异的耐热老化性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐热老化的聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯树脂与其他通用热塑性树脂相比，具有相对密度小、价格低、加工性能好以及综合性能良好等优点，但其也存在刚性差、成型收缩率大等缺点。在聚丙烯材料的实际应用中，为了进一步提升产品的性能效果，一般会对各原料组分进行优化选择，而作为主要组分的填料也不例外，现有技术多采用不同极性性质的填料种类加以搭配，以发挥两者的协同效果；例如，以新型材料石墨烯搭配硅灰石纤维作为复合填料，具有不同的几何结构，比表面积更大，理论上相比于采用传统滑石粉等体系的填料具有更好的耐热老化和耐燃等综合性能，同时也可有效降低原料成本。然而，由于石墨烯和硅灰石纤维表面的活性官能团较少，两者混合用于制备聚丙烯复合材料时容易发生团聚，其制备的最终产品难以达到理想的效果。

静电自组装是一种利用带不同电荷的两种粒子通过静电吸附进行组装的材料制备方法，若利用该原理及方法，将不同的两种无机填料表面进行简单的化学处理，使得其表面形成相反的电荷，则通过静电自组装制备出的新型杂化填料因电平衡性不仅可有效减弱填料表面的团聚效应，同时也由于静电效应与聚丙烯树脂基体形成良好的界面结合作用，提升相容性。

发明内容

基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种耐热老化的聚丙烯复合材料，该产品的组分中包含了改性石墨烯与改性硅灰石纤维，两者发生静电自组装得到的杂化填料，该组分比表面积大，在聚丙烯树脂基体中分散性高，且与聚丙烯树脂具有优异结合性；所得产品拉伸和弯曲强度性能可根据实际进行调控，具有优异的耐热老化性能。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种耐热老化的聚丙烯复合材料，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。

优选地，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。

本发明所述聚丙烯复合材料的组分中，杂化填料由改性石墨烯和改性硅灰石纤维两种原料其表面带上相反的电荷，进而通过静电自组装而成，该杂化填料相比于传统聚丙烯复合材料组分填料具有更大的比表面积及更低的原料成本，与聚丙烯树脂基体相容结合性高，同时有效避免了因填料表面活性基团不足而产生表面团聚现象；所述杂化填料具有多种几何结构构成，改性石墨烯和改性硅灰石纤维两种填料间连接紧密，在搭配其他优选组分后所得最终产品拉伸和弯曲强度性能可调控性高，且具有优异的耐热老化性能。

优选地，所述杂化填料的重量份数为30～45份。发明人在实验后发现，杂化填料的引入可有效提升产品的耐热老化性，然而添加量不足，则强度不够，可能达不到基本的加工性能要求，且耐热性差；所述填料的添加量过高，产品的强度虽然越高，但其在聚丙烯树脂基体中容易发生堆积，所得产品耐热性也会降低，经筛选，以添加量为30～45份时产品的综合性能最佳。

优选地，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；