[發明專利]一種陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710647637.3
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107216553A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 周佳瑜
• 申請（專利權）人: 周佳瑜
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L81/04;C08L33/14;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/08;C08K5/1515;C08K5/098;B29C47/92;B29B9/06
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技術領域

該發明涉及一種陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯是五大通用塑料之一，具有密度小、耐撓曲、強度高、絕緣性好、耐腐蝕等優勢。不足之處是低溫沖擊性能較差、易老化、成型收縮率大。聚丙烯可用于汽車保險杠、包裝材料、管材、片材、棒材、日用品等多領域。

目前，聚丙烯材料在耐磨性能和力學強度需要進一步提升。該發明采用聚丙烯、陶瓷聚合物、金屬合金粉、聚硫橡膠、環氧硬脂酸辛酯制備了陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料，通過擠出、注塑、模壓、吹塑等工藝制備成各種塑料制品，該方法制備的陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料具有優異的耐磨性能和力學強度。

發明內容

該發明的目的在于提供一種陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料的制備方法，該方法通過改變反應物原料和工藝方式，制備的材料具有優異的耐磨性能和力學強度。

為了實現上述目的，該發明的技術方案如下。

一種陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料及其制備方法，具體包括以下步驟：(1)、將鉀粉、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯鹽、十二烷基苯磺酸鈉和甲基丙烯酸甲酯按照質量份數比為30：55～70：4～6：10～17加入到反應器中，攪拌速度為90～110r/min，維持體系溫度20～26 ℃條件下反應0.5，得到改性鉀粉；(2)、將硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸銅、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯鹽和改性鉀粉按照質量份數比35：25～40：52～65：135～170：45～65加入到反應器中，攪拌速度為70～80r/min，維持體系溫度20～25 ℃條件下反應0.3～1h，產物經過濾，80℃、-0.06MPa真空干燥0.5h，在氮氣保護下，于600℃焙燒3h，產物經研磨、500mL乙醇洗滌3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，得到金屬合金粉；(3)、將硅酸、鈦酸、鎢酸、鉬酸、鎵酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺和安息香甲醚按照質量份數比100：10～18：7～12：3～8：1～3：70～105：15～20：0.3～0.9加入到反應釜中，反應溫度為30℃，反應0.5h，經1000 W汞燈光照5 s，在氮氣保護下，于600℃焙燒3h，產物經研磨、500mL乙醇洗滌3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，即得到陶瓷聚合物；(4)、將聚丙烯、陶瓷聚合物、金屬合金粉、聚硫橡膠、環氧硬脂酸辛酯、二亞磷酸季戊四醇酯二異葵酯、硬脂酸鋅按照質量份數比100：26～37：22～35：12～18：7～13：3～8：6～13加入到開煉機中，用開煉機在溫度186～220℃混合反應0.1～0.3h，用擠出機在溫度196～230℃擠出造粒，即得到陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料。

該發明所述的陶瓷聚合物耐磨聚丙烯復合材料的制備方法，包括下列步驟：

(1)、將鉀粉、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯鹽、十二烷基苯磺酸鈉和甲基丙烯酸甲酯按照質量份數比為30：55～70：4～6：10～17加入到反應器中，攪拌速度為90～110r/min，維持體系溫度20～26 ℃條件下反應0.5，得到改性鉀粉；所述的1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯鹽和甲基丙烯酸甲酯的目的為了降低鉀粉的化學活性，提高鉀粉儲存和使用過程中的安全性。

(2)、將硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸銅、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯鹽和改性鉀粉按照質量份數比35：25～40：52～65：135～170：45～65加入到反應器中，攪拌速度為70～80r/min，維持體系溫度20～25 ℃條件下反應0.3～1h，產物經過濾，80℃、-0.06MPa真空干燥0.5h，在氮氣保護下，于600℃焙燒3h，產物經研磨、500mL乙醇洗滌3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，得到金屬合金粉；所述的硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸銅的目的為了提供鋅源、鈣源、銅源的同時，生成的硬脂酸鉀能提高生成的鋅、鈣、銅的分散性；所述的1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯鹽的目的為了溶解硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸銅以及提供反應所需場所。

(3)、將硅酸、鈦酸、鎢酸、鉬酸、鎵酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺和安息香甲醚按照質量份數比100：10～18：7～12：3～8：1～3：70～105：15～20：0.3～0.9加入到反應釜中，反應溫度為30℃，反應0.5h，經1000 W汞燈光照5 s，在氮氣保護下，于600℃焙燒3h，產物經研磨、500mL乙醇洗滌3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，即得到陶瓷聚合物；所述的丙烯酸二甲氨基乙酯和丙烯酰胺的目的為了提高原料的分散性和穩定性。