本發明專利技術提供了一種易分散、易加工的聚丙烯復合材料的制備方法，首先對納米粒子進行表面處理，將聚丙烯、硫酸鋇晶須、納米CaCO3粒子、高濃度硅溶膠及助劑共混擠出造粒得到納米填充母料，然后按照聚合物加工成型的方法將納米填充母料、聚丙烯樹脂和助劑在雙螺桿擠出機中擠出造粒并干燥即得本發明專利技術方法所制備的聚丙烯復合材料。本發明專利技術方法改善了單一組分納米粒子填充聚丙烯時納米粒子易團聚的缺點，提高了產品的耐磨、耐刮擦性能，并且使用高濃度硅溶膠代替納米SiO2粒子，通過共混高濃度硅溶膠、納米CaCO3粒子及硫酸鋇晶須均勻的包覆聚丙烯，克服了以往納米級填充物在下料過程中輸送困難、易堵料口及“架橋”的缺點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及改性聚丙烯
，是。
技術介紹
將納米級的粒子通過共混、插層等手段均勻地分散到PP基體中，利用其納米尺寸效應、比表面積大以及較強的界面作用力，將納米粒子的剛性、尺寸穩定性和熱穩定性與聚合物的韌性、加工性及介電性能完美地結合起來，可獲得優異的綜合性能。比如，納米粒子對PP可達到同時增韌增強的目的，并使材料的阻隔性、阻燃性、熱變形溫度和耐老化性提高。另外硫酸鋇晶須同其它短纖維比較，有極高的機械強度，且價格在晶須行業中最低，應用范圍非常廣泛，因此我們選擇價格低廉的納米CaCO3、高濃度硅溶膠及硫酸鋇晶須。本專利技術方法改善了單一組分納米粒子填充聚丙烯時納米粒子易團聚的缺點，同時克服了以往納 米級填充物在下料過程中輸送困難、易堵料口及“架橋”的缺點。本制備方法工藝流程簡單，操作方便，通過此種方法制備的聚丙烯復合材料成本低、力學性能優良，具有非常好的市場前景。
技術實現思路
首先對納米粒子進行表面處理，將聚丙烯、硫酸鋇晶須、納米CaCO3粒子、高濃度硅溶膠及助劑共混擠出造粒得到納米填充母料，然后按照聚合物加工成型的方法將納米填充母料、聚丙烯樹脂和助劑在雙螺桿擠出機中擠出造粒并干燥即得本專利技術方法所制備的聚丙烯復合材料。本專利技術在納米粒子對PP增強增韌的同時，改善了納米粒子在成型加工過程中易團聚的缺點，使得納米粒子更均勻的包覆聚丙烯，同時提高了復合材料的耐磨、耐刮擦性能。此種方法制備的改性聚丙烯復合材料成本低、力學性能優良，對于拓展聚丙烯的應用領域、增加其使用價值有著非常重要的現實意義。技術方案按照重量分數計算，本專利技術一種易分散、易加工的聚丙烯復合材料，是由聚丙烯100份、硫酸鋇晶須I 10份、納米CaCO3I 20份，高濃度硅溶膠I 10份，助劑O. 5 5份組成，經過大量的實驗證明納米粒子和高濃度硅溶膠的加入量超過30份時，分散性差、容易團聚，隨著其加入量的增加，改性聚丙烯的沖擊強度隨之下降；納米粒子加入量低于I份時，力學性能提高的不明顯。硫酸鋇晶須加入量超過10%時，力學性能無明顯提高，并且材料韌性下降。優選地，聚丙烯復合材料是由聚丙烯100份、納米CaCO3復合粒子10份、高濃度硅溶膠5份和硫酸鋇晶須5份并加入助劑制備而成。前述聚丙烯復合材料中的高濃度硅溶膠中納米SiO2的含量為38% 45%、CaCO3的粒徑為25nm lOOnm、硫酸鋇晶須的長徑比為60。優選地，高濃度硅溶膠中納米SiO2的含量為38 %、CaCO3的粒徑為40nm。經研究表明，隨著高濃度硅溶膠中納米SiO2含量的增加，溶膠不穩定，且易凝膠；隨著納米CaCO3S子粒徑的增大，聚丙烯復合材料的沖擊強度降低。本專利技術還提供了將聚丙烯、硫酸鋇晶須、納米CaCO3粒子、高濃度硅溶膠及助劑共混擠出造粒得到納米填充母料，然后按照聚合物加工成型的方法將納米填充母料、聚丙烯樹脂和助劑在雙螺桿擠出機中擠出造粒并干燥即得本專利技術方法所制備的聚丙烯復合材料。其中，雙螺桿擠出機的螺桿溫度為1區185°C 1 90°C、II區190°C 195°C、III區 195°C 200°C、IV 區 195°C 200°C、V 區 200°C 205°C、IV 區 200°C 205°C、VII 區200°C 205°C、機頭溫度205°C 215°C，螺桿轉速為180 220轉/分。優選地，雙螺桿擠出機的螺桿溫度為1區190°C、II區195°C、III區200°C、IV區2000C、V區205°C、VI區205°C、VII區200°C、機頭溫度215°C，螺桿轉速為200轉/分。隨著無機填料的微細化，粒子的比表面積增大，無機填料與基體的接觸面積增大，因而無機填料與聚合物發生物理或化學結合的可能性大，復合材料受沖擊時會產生更多的微裂紋和吸收更多的沖擊能。但無機填料的用量過大，粒子過于接近，微裂紋易發展成宏觀開裂,體系性能變差。由于納米微粒的粒徑小,極性強,而PP極性弱,兩者相容性差,加之微粒的表面能高、易團聚，難以達到均勻分散，所以無機填料在與PP共混之前要用偶聯劑對粒子表面進行處理，將偶聯劑均勻地包覆在粒子表面以防止其團聚，從而提高分散效果。具體各組分配比基體樹脂均聚PP、共聚PP中的一種或兩種混合物100份無機微納米填料納米CaCO3粒子I 20份硫酸鋇晶須I 10份高濃度硅溶膠納米SiO2含量為38%的I 10份偶聯劑偶聯劑KH550、KH560中的一種O. 2 I份潤滑劑白油、硬脂酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉中的一種I 5份首先對納米粒子進行表面處理，將聚丙烯、硫酸鋇晶須、納米CaCO3粒子、高濃度硅溶膠及助劑共混擠出造粒得到納米填充母料，然后按照聚合物加工成型的方法將聚合物母料、聚丙烯和助劑在雙螺桿擠出機中擠出。加熱段溫度為185 210°C，機頭溫度為190 220°C，螺桿轉速180 240r/min，擠出后水冷卻、切粒機造粒，將料粒干燥至水分含量在0.01%以下即得聚丙烯復合材料。具體實例實例一(I)納米填充母料的制備H3 用量(份數)~PP樹月旨Z30SIoo 納米 CaCO340nm 級20權利要求1.，其特征在于組分是聚丙烯100份、硫酸鋇晶須I 10份、納米CaCO3I 20份，高濃度硅溶膠I 10份，助劑O. 5 5份。2.根據權利要求I所述，其特征在于=CaCO3的粒徑為25nm lOOnm、硫酸鋇晶須長徑比為60。3.根據權利要求I所述，其特征在于高濃度硅溶膠中納米二氧化硅的含量為38% 45%。4.根據權利要求I所述，其特征在于對納米粒子進行表面處理，將聚丙烯、硫酸鋇晶須、納米CaCO3粒子、高濃度硅溶膠及助劑共混擠出造粒得到納米填充母料。5.根據權利要求I所述，其特征在于按照聚合物加工成型的方法將納米填充母料、聚丙烯樹脂和助劑在雙螺桿擠出機中擠出得到聚丙烯復合材料，將粒料干燥至水分含量在0.01%以下。全文摘要本專利技術提供了，首先對納米粒子進行表面處理，將聚丙烯、硫酸鋇晶須、納米CaCO3粒子、高濃度硅溶膠及助劑共混擠出造粒得到納米填充母料，然后按照聚合物加工成型的方法將納米填充母料、聚丙烯樹脂和助劑在雙螺桿擠出機中擠出造粒并干燥即得本專利技術方法所制備的聚丙烯復合材料。本專利技術方法改善了單一組分納米粒子填充聚丙烯時納米粒子易團聚的缺點，提高了產品的耐磨、耐刮擦性能，并且使用高濃度硅溶膠代替納米SiO2粒子，通過共混高濃度硅溶膠、納米CaCO3粒子及硫酸鋇晶須均勻的包覆聚丙烯，克服了以往納米級填充物在下料過程中輸送困難、易堵料口及“架橋”的缺點。文檔編號C08K13/06GK102827419SQ20111015851公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日專利技術者楊鑫, 鮑紅光, 馬俊杰, 翟春熙, 劉申 申請人:黑龍江鑫達企業集團有限公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種易分散、易加工的聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于：組分是聚丙烯100份、硫酸鋇晶須1～10份、納米CaCO31～20份，高濃度硅溶膠1～10份，助劑0.5～5份。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊鑫，鮑紅光，馬俊杰，翟春熙，劉申，
申請(專利權)人：黑龍江鑫達企業集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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