[發明專利]一種針狀硅灰石改性聚丙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310015401.X
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103059415A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 楊桂生;程偉
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/14;C08L23/06;C08L23/08;C08K13/04;C08K7/10;C08K5/092;B29C47/92
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 汪貴艷

?

技術領域

本發明屬于高分子材料加工技術領域，尤其是涉及一種針狀硅灰石改性聚丙烯復合材料及其制備方法。

?

背景技術

硅灰石的主要成分是硅酸鈣，白色結晶，是具有β晶型，成針狀、棒狀及粒狀等各種形態粒子的混合物。而針狀硅灰石具有較大的長徑比，作為增強劑，可用于替代部分玻璃纖維與含鹵有機阻燃劑配合使用，具有協同作用，可以提高制品的阻燃效果。

聚丙烯因其密度小、價格低、加工成型性好及綜合性能優良等優點，被廣泛應用于汽車內、外飾件和電子器外殼等，是目前使用最多的熱塑性塑料之一。但由于聚丙烯的耐熱性能與剛性較低，需要通過添加滑石粉、玻璃纖維等來通過改性提高其耐熱性和機械性能。

中國專利CN102532692A公開了一種硅灰石改性聚丙烯復合材料，采用長徑比為3：1—20：1的硅灰石對聚丙烯進行填充改性，明顯改善了聚丙烯材料的抗飛石沖擊性能，不足之處在于：未添加表面改性劑對硅灰石進行表面改性，改善硅灰石和聚丙烯之間的相容性，導致硅灰石/聚丙烯復合材料的力學性能不高。

中國專利CN102020805B公開了一種聚丙烯樹脂組合物及其制備方法，此發明對偶聯劑進行稀釋，然后對硅灰石進行表面改性，較好地改善了聚丙烯和硅灰石的相容性。不足之處在于：1、鈦酸酯偶聯劑對硅灰石的改性效果不佳；2、熔融共混前，對偶聯劑進行稀釋，增加了工業化成本；3、將硅灰石在高混機高混，導致其長徑比大幅降低，破壞嚴重，此法所得硅灰石/聚丙烯復合材料性能不佳。

?

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種針狀硅灰石改性聚丙烯復合材料，其不僅具有優良的力學性能，而且耐摩擦性能優良。

本發明的技術方案如下：

一種針狀硅灰石改性聚丙烯復合材料，由以下原料按重量份制備而成：

聚丙烯?100份；

針狀硅灰石?10-100份；

表面改性劑?0.1-10份；

增韌劑?0-20份；

助劑?0-15份；

所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。

所述的針狀硅灰石長徑比為10：1-20：1。

所述的表面改性劑選自庚二酸、己二酸中至少一種。

所述的增韌劑為低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚彈性體。

所述的助劑選自抗氧劑、光穩定劑、潤滑劑中的至少一種。

優選的是，所述的抗氧劑由主抗氧劑和副抗氧劑按質量比1：2-1：1組成，所述主抗氧劑為N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺（抗氧劑1098）或四（β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸）季戊四醇酯（抗氧劑1010），副抗氧劑為三（2.4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯（抗氧劑168）。

所述的光穩定劑為雙（2,2,6,6-四甲基哌啶基）癸二酸酯（簡稱光穩劑770）或聚-{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-亞氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基]?[2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞氨基]}?（簡稱光穩劑944）。

所述的潤滑劑為液體石蠟、乙撐雙硬脂酰胺或硬脂酸丁酯。

一種制備上述針狀硅灰石改性聚丙烯復合材料的方法，按重量份稱取100份聚丙烯、0.1-10份表面改性劑、增韌劑?0-20份與0-15份助劑，于高混機混合1-3min，然后加入到雙螺桿擠出機，再在擠出機的側向喂料口加入10-100份針狀硅灰石，熔融擠出造粒，經水冷、切粒，即獲得針狀硅灰石改性聚丙烯復合材料；其中擠出機溫度為170-220℃，轉速為150-300轉/分。

本發明與現有技術相比，具有以下有益效果：

1、選用庚二酸、己二酸中的一種或兩種作為表面改性劑，可以有效地改善硅灰石的表面極性，提高硅灰石與聚丙烯的相容性，從而提高硅灰石/聚丙烯復合材料的力學性能和耐摩擦性能。

2、本發明中采用的表面改性劑與現有的硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑相比，其成本更低，更易貯存，提高了復合材料的市場競爭力。?

3、作為增強材料，長徑比是一個非常重要的因素，直接影響其對聚丙烯的增強效果。本發明選用長徑比10：1—20：1的硅灰石來對聚丙烯進行改性，通過側喂料的方式加入擠出機，可以減少螺桿對針狀硅灰石的破壞。