[發明專利]一種含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料

無效

• 申請號: 200910049807.3
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101544794A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 汪濟奎;茅雙明;邱春長;趙光;付義術;郭衛紅
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08K13/04;C08K7/08
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司
• 代理人: 談順法

技術領域

本發明提出一種主要由鈦酸鉀晶須和木粉復合改性增強聚丙烯的制備方法，屬于聚丙烯改性技術領域。

背景技術

聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。有等規物、無規物和間規物三種構型，工業產品以等規物為主要成分。聚丙烯熔融溫度約174℃，密度為0.91克/厘米3，是最輕的通用塑料，具有強度高、硬度大、耐磨、耐彎曲疲勞、耐熱溫度達120℃、耐濕和耐化學性優良、容易加工成型、價格低廉而應用廣泛的通用高分子材料.聚丙烯的主要缺點有二個，一是收縮率大，并由此而導致制品尺寸穩定性差，容易產生翹曲變形，二是低溫易脆斷.當然，同傳統工程塑料相比還存在模量低，耐熱性差及耐光、熱老化性能差等缺點。目前各行業使用的聚丙烯都是經過化學或物理改性的聚丙烯，如接枝、填充、復合等手段來克服聚丙烯的缺點。中國專利申請號01108594.0公開了一種微纖維/超微細粉末/聚丙烯復合材料，其中微纖維是無堿玻璃纖維、碳酸鈣晶須、硫酸鎂晶須或鈦酸鉀晶須中一種，無機超細粉末是硅石灰、滑石粉、碳酸鈣、云母粉、高嶺土、有機化層狀硅酸鹽或二氧化硅中的一種或幾種，來獲得性能優異的聚丙烯復合材料。中國申請專利號03129167.8還公開了一種含鈦酸鉀晶須和玻璃纖維的聚丙烯復合材料包括以下組分及含量(重量份)：聚丙烯400-600、玻璃纖維150-400、鈦酸鉀晶須1-400、無機填料0-100、增塑劑50-200、其它助劑30-240。由于此發明采用在聚丙烯中加入鈦酸鉀晶須和玻璃纖維的方法，提高了聚丙烯的強度、耐沖擊性、耐熱性進一步提高，使聚丙烯的適用范圍更加廣闊。但是使用玻璃纖維改性過的制件脫模后易變形；制件表面一般比較粗糙；成型機械與模具受損嚴重等缺點.此外，玻璃纖維是由熔融玻璃拉成的纖維，它在高溫融化后非常容易重新凝固，這給塑料分類回收處理帶來了很大困難.

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種含鈦酸鉀晶須和木粉為主的復合增強聚丙烯的方法。克服了聚丙烯拉伸強度、模量、沖擊性能低，收縮率大等缺點，使用該方法，可顯著提高聚丙烯的力學性能和熱穩定，而且制得的聚丙烯表面光滑平整，木粉來源廣泛，無污染，價格低廉，因此，本發明將具有較強的推廣前景。

本發明是這樣實現的：

一種含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料，其特征在于，所述復合材料的重量份數比如下：

聚丙烯600-800

木粉100-400

鈦酸鉀晶須10-180

無機填料0-100

增韌劑0-100

蠟粉0-50

其它助劑10-150；

其中，上述聚丙烯，其MFI＝2.8，等規指數>96.6％，拉伸強度>25MPa。

上述鈦酸鉀晶須是六鈦酸鉀晶須，

上述木粉的目數為80-100目，

上述增韌劑，為選自辛烯與聚烯烴的共聚物(POE)、乙烯醋酸乙烯酯的共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)、苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物(SBS)其中的一種或幾種，

上述其他助劑為相容劑、偶聯劑、抗氧劑、分子量調節劑，

上述無機填料，為滑石粉、高嶺土、碳酸鈣其中一種或幾種。

上述技術方案中，木粉與鈦酸鉀晶須的重量份數比優選木粉：鈦酸鉀晶須＝3:1～2:1，即，上述技術方案中木粉和鈦酸鉀晶須的重量份數為：木粉150～240，鈦酸鉀晶須為50～120。

所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)、偶聯劑為鈦酸正丁酯、抗氧劑為Ciba168、分子量調節劑為Dow?Corning潤滑劑，

所述的六鈦酸鉀晶須，其密度為3.3g/cm3，長度為10～40μm，直徑為0.5～1.0μm，硬度為4以上，拉伸強度7GPa，拉伸模量280GPa，熔點為1350～1370℃，耐熱溫度為1200℃。

所述的蠟粉使用Honeywell和Clariant品牌中的蠟粉，用來提高木粉與樹脂的黏結性和分散性。

以聚丙烯PP作為基體，加入相容劑；將木粉在80℃下干燥，將六鈦酸鉀晶須用鈦酸正丁酯處理后，在烘箱中干燥。隨后將木粉和無機填料、增韌劑、蠟粉以及其他助劑按上述技術方按的比例在混合機中混合，然后在擠出機中造粒，六鈦酸鉀晶須由側料口加入，即得含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料。

六鈦酸鉀晶須的化學式為K206TiO2.六鈦酸鉀的晶體結構屬三斜晶系，在六鈦酸鉀的晶體結構中，Ti的配位數為6，以TiO6八面體通過共面和共棱連結而成連鎖的隧道狀結構，K+離子居于隧道的中間，隧道軸與晶體軸平行。