[發(fā)明專利]一種聚丙烯/剪切增稠流體微膠囊高韌性材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310433300.4
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103506057A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 潘泳康;孟利良;雷凱;夏季;卜揚帆;何帥;黃文嫻;朱瑾;王鈺濤;季加進
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;C08L23/12;C08L23/14;C08L53/00;C08K9/10
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技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種聚丙烯/剪切增稠流體微膠囊高韌性材料的制備方法，具體涉及剪切增稠流體微膠囊的合成方法以及該材料的成型加工方法，屬于高分子材料技術(shù)領域。?

背景技術(shù)

聚丙烯（Polypropylene，簡稱PP）是由丙烯單體聚合而得的熱塑性高聚物，具有優(yōu)良的抗沖擊性、耐化學藥品性、透明性、電絕緣性及加工性。聚丙烯用途廣泛，在紡織、家電、包裝、汽車和建筑行業(yè)都有廣泛的應用，其用量呈逐年增長趨勢，是通用塑料中增長最快的品種，用量僅次于高密度聚乙烯和聚氯乙烯。由于聚丙烯優(yōu)異的綜合性能，較低生產(chǎn)成本，目前的一個趨勢是將聚丙烯代替工程塑料，用于制造家具、家電以及汽車產(chǎn)品。但是聚丙烯本身一些性能的不足限制了它的應用，其中最為嚴重的缺陷之一是韌性不足。因此如何提高聚丙烯的韌性，擴大聚丙烯的應用范圍具有較高的研究價值。?

對于聚丙烯增韌改性，研究人員做了大量的探索和研究，取得了可喜的成就。其中研究最多，效果最顯著的是橡膠彈性體的增韌改性，在聚丙烯基體中加入橡膠彈性體進行改性，可以大大提高聚丙烯的沖擊韌性。但是橡膠彈性體的加入會明顯降低聚丙烯的剛性，并使材料的加工性能和耐熱性能變差，反而限制了聚丙烯的使用。近年來，對于聚丙烯的增韌改性研究報告中，剛性粒子增韌機理具有較大研究價值。剛性粒子增韌是通過填料，基體和界面設計同時達到增韌和增強的目的。剛性粒子增韌聚丙烯，能在提高材料沖擊性能的同時，不降低其拉伸強度和剛性，加工流動性和耐熱性也會有一定程度的改善。?

剪切增稠流體（Shear?Thickening?Fluid，簡稱STF）是由分散相粒子和液體分散介質(zhì)所組成的觸變性溶膠。剪切增稠流體在不受沖擊時，呈現(xiàn)易流動的液態(tài)；在受到?jīng)_擊時，其粘度急劇增大，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)轭惞虘B(tài)物質(zhì)，吸收大量能量；在沖擊消失時，又會回到易于流動的液態(tài)。?

微膠囊技術(shù)是一種用成膜材料把固體或液體包覆形成微小粒子的技術(shù)。微膠囊技術(shù)的優(yōu)勢在于形成微膠囊時，囊心被包覆而與外界環(huán)境隔離，它的性質(zhì)能毫無影響的地被保留下來，而在適當?shù)臈l件下，壁材被破壞時又能將囊心釋放出來。這給使用帶來許多便利。如液體形成微膠囊后變成固體粉末，這給它的使用、運輸、貯存都帶來很大的方便。?

目前，有研究報道將剪切增稠流體直接加入聚丙烯中進行增韌改性，取得了?

顯著的效果。本發(fā)明將剪切增稠流體微膠囊化，不僅完整的保留了剪切增稠流體的特性，?而且將液體包覆為粉末更易于加工，并對微膠囊進行結(jié)構(gòu)設計，使微膠囊于與聚丙烯基體的相容性得到進一步提高，從而在顯著提高聚丙烯韌性，改善其剛性，加工流動性和耐熱性。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于應用剪切增稠流體和微膠囊技術(shù)制備一種高韌性，良好剛性，加工流動性和耐熱性的高性能材料。?

本發(fā)明所提出的聚丙烯/剪切增稠流體微膠囊高韌性材料是由包括如下組分和重量份數(shù)的原料制備的：聚丙烯（PP）80～95份，剪切增稠流體微膠囊5～20份。所述的剪切增稠流體微膠囊的合成包括如下：剪切增稠流體（STF）20～27份、水7～13份、乳化劑1～3份，異腈酸酯1～2份，有機溶劑60～65份以及反應溫度，攪拌轉(zhuǎn)速，反應轉(zhuǎn)速。所述的剪切增稠流體的制備包括如下：納米二氧化硅（SiO2）10～20份，聚丙二醇（PPG）80～90份。?

所述的聚丙烯/剪切增稠流體微膠囊高韌性材料制備的具體過程如下：?

（1）：按照9:1的質(zhì)量比稱取聚丙二醇和納米二氧化硅并通過高速剪切乳化機高速攪拌20～30min，制備得到剪切增稠流體；?

（2）：取質(zhì)量份20～27份的上述剪切增稠流體加入7～13份水，攪拌得到均勻溶液；?

（3）：將上述均勻溶液加入1～3份乳化劑和49～54份有機溶劑，在6000～13000rpm的攪拌速度下攪拌10～20min，制備得到均勻油包水乳液，將均勻油包水乳液移入250ml三口燒瓶中，在60～80℃，400～800rpm條件下預熱30min，加入10份溶解有1～2份異腈酸酯的均勻溶液，待完全加完后，維持反應90min；待上述反應結(jié)束后，將三口燒瓶中物質(zhì)抽濾，用有機溶劑洗三次，再用水洗三次，取布氏漏斗中的濾餅在60～80℃烘箱中干燥24h，制備得到剪切增稠流體微膠囊；?

（4）：取聚丙烯80～95份，剪切增稠流體微膠囊5～20份，在開煉機、密煉機或者擠出機中的一種或一種以上組合進行熔融共混，制得聚丙烯/剪切增稠流體高韌性材料。?

步驟（1）中所述聚丙二醇為數(shù)均分子量為200～600中的一種或一種以上組合。?