[發明專利]微硅粉增強聚丙烯材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310719127.4
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103709511A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 石文建;楊再祥;吳毅;雷勇;魏喜蘋
• 申請（專利權）人: 貴州藍圖新材料有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/20;B29C47/92
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及高分子科學領域，尤其是一種微硅粉增強聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯樹脂為五大通用塑料之一，其生產量占據聚合物第三位，僅次于聚乙烯與聚氯乙烯。按照分子鏈段的規整性，可將聚丙烯樹脂分為等規聚丙烯、無規聚丙烯、間規聚丙烯。目前，隨著聚丙烯樹脂的應用領域的不斷擴大，對高性能化的聚丙烯材料要求越來越嚴格。因此，聚丙烯材料改性工藝條件及加工方式對其應用起重要的作用。目前，對聚丙烯的改性主要分為物理改性和化學改性。物理改性主要為添加填充物共混及其改性劑等方法。化學改性主要為在聚丙烯分子鏈上接枝一些特別的官能團，在聚丙烯分子鏈上引入新的功能基團實現對基體的改性。純聚丙烯在加工使用過程中，由于脆性高、成性收縮率大、缺口沖擊強度低，特別是低溫下缺口沖擊強度低，從而大大地限制了聚丙烯的應用領域。

微硅粉又稱硅灰或凝聚硅灰，外觀為灰色或灰白色粉末。其平均粒徑在0.1～0.3um，比表面積較大。其細度和比表面積約為水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。微硅粉是冶煉硅鐵和工業硅（金屬硅）的副產物，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO₂和Si氣體，氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而生成的。它是大工業冶煉中，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為質量比較輕，還需要用加密設備進行加密。微硅粉在形成過程中受表面張力的作用，形成了非結晶相無定形圓球狀顆粒，表面較為光滑，有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團聚體，微小的球狀體可以起到潤滑的作用。

中國專利公開號CN103232718A，于2013年8月7日公開了“微硅粉/SBS復合改性瀝青及其制備方法”。該專利是采用微硅粉填充到瀝青中，得到復合改性的瀝青，提高瀝青基材的粘合性、耐熱性和抗老化性，可節約瀝青的使用量，降低生產成本。

中國專利公開號CN102775913A，于2012年11月14日公開了“?一種利用工業廢料微硅粉制作的涂料及其制備方法”。該發明涉及一種利用工業廢料微硅粉制作的涂料及其制備方法，該發明充分利用工業廢料微硅粉，使其變廢為寶，減輕環境壓力；且因原料廉價，涂料具有較好的成本優勢，同時具有結構致密、填隙良好、附著牢固、色澤雅致的優點。

可見，現有技術主要是將微硅粉作為填料添加到瀝青或涂料中，并未涉及到作為增強聚丙烯材料內。

發明內容

本發明的目的是：提供一種微硅粉增強聚丙烯材料及其制備方法，它不僅能降低生產成本，還改善了聚丙烯材料的抗蠕變性能和耐熱性能，以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：微硅粉增強聚丙烯材料，按重量份數計算，包括40～98份聚丙烯、1～50份微硅粉、0.1～5份表面改性劑以及0.5～5份分散劑。

所述的表面改性劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或硬脂酸中的一種或幾種的任意組合。

所述的分散劑為聚乙烯蠟或改性乙撐雙硬脂酰胺。

還包括0.5～5份抗老化劑。

微硅粉增強聚丙烯材料的制備方法，按上述重量份數取各組分，將微硅粉與表面改性劑進行混合，混合溫度為50℃，混合2h后，獲得改性的微硅粉；將改性的微硅在溫度為100℃的條件下真空干燥6h，獲得干燥的改性微硅粉；將干燥的改性微硅粉與聚丙烯及分散劑充分混合均勻后，加入擠出機熔融擠出造粒并干燥后，獲得微硅粉改性聚丙烯母粒。

擠出機螺桿的轉速為300rpm及擠出溫度分別為一區190℃、二區200℃、三區210℃、四區220℃、五區220℃、機頭210℃。

將干燥的改性微硅粉與聚丙烯及分散劑進行混合時，同時還加入0.5～5份抗老化劑，抗老化劑為納米二氧化鈦。

采用微硅粉作為聚丙烯的填充料，改善其抗蠕變的性能，適合長期使用，復合材料的熱穩定性較高，其具有高溫穩定性。當熔融擠出中加入炭黑填料后，能夠具有較好的耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗老化等性能。