[發明專利]納米硫酸鈣改性材料、制備方法及基于納米硫酸鈣改性材料制備的改性聚丙烯和制備方法

有效

• 申請號: 201711443131.7
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108084499B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 馬學所;田廣華;焦旗;羅春桃;王居蘭
• 申請（專利權）人: 杭州愛多倍健康科技有限公司;神華寧夏煤業集團有限責任公司
• 主分類號: C08K9/12
• 分類號: C08K9/12;C08K9/10;C08K3/30;C08L23/12
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本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種基于納米硫酸鈣改性材料制備的改性聚丙烯及其制備方法。所述改性聚丙烯，由以下質量百分比的組分制成：聚丙烯98～99%和納米硫酸鈣改性材料1～2%。納米硫酸鈣改性材料的制備是：先將納米硫酸鈣均勻分散在乙醇溶液中，再加入丙烯酸反應，最后在過硫酸鉀存在下，加入聚丙烯反應，得到納米硫酸鈣改性材料。本發明將納米硫酸鈣改性材料作為成核劑加入到聚丙烯中，同時解決了聚丙烯的剛性和韌性問題。另外，納米硫酸鈣改性材料以聚丙烯為載體，避免了納米硫酸鈣改性材料和聚丙烯之間的相容性問題，改善了結晶性能，提高了聚丙烯的韌性和剛性。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種納米硫酸鈣改性材料、制備方法及基于納米硫酸鈣改性材料制備的改性聚丙烯和制備方法。

背景技術

聚丙烯具有質輕、綜合力學性能好、易加工、熱變形溫度高、良好的化學穩定性、易降解等優點，再加上其成本比較低，因而在家電、汽車、包裝等領域得到了廣泛應用，產量僅次于聚乙烯、聚氯乙烯。但是其低溫條件下沖擊韌性差、剛性差、熱穩定性差、結晶效果差，在一定程度上限制了其應用范圍的擴展。因而聚丙烯的改性一直是學術界和產業界關注的熱點。

利用添加無機粒子共混改性的方法提高聚合物的使用性能，是獲取低成本、高性能聚丙烯的有效途徑。尤其是隨著納米技術和無機粒子表面改性技術的發展，改變了以往用無機粒子改性聚合物必須以犧牲某些力學性能為代價的情況，使無機粒子作為改性劑制備高性能聚合物材料成為可能。

中國專利CN102086280A公開一種聚丙烯納米復合材料的制備方法，包括：1) 將無機納米粒子與馬來酸酐接枝聚丙烯按照配比在密煉機、開煉機或螺桿擠出機上熔融共混，制得增強劑母料；2) 將β晶型成核劑與馬來酸酐接枝聚丙烯按照配比在密煉機、開煉機或螺桿擠出機上熔融共混，制得增韌劑母料；3) 將所述增強劑母料和增韌劑母料按照配比稀釋分散在聚丙烯高分子基體中，注塑即得所述聚丙烯納米復合材料。本發明很好地解決了納米粒子和成核劑在聚丙烯基體中團聚的技術問題；通過本發明改性的聚丙烯材料，在大幅提高韌性的同時，強度、剛性及熱變形溫度等都有一定程度的提高，同時材料的密度增加較小，從而可制備出一系列高強度高韌性高耐熱聚丙烯改性材料。

上述專利將無機納米粒子、β晶型成核劑分別用于增強、增韌，雖然很好地解決了納米粒子和成核劑在聚丙烯基體中團聚的技術問題。然而上述專利是將增強劑母料、增韌劑母料分別制備后，再將增強劑母料和增韌劑母料按照配比稀釋分散在聚丙烯高分子基體中，注塑即得所述聚丙烯納米復合材料。增強劑、增韌劑分別發揮作用，聚丙烯的結晶性能并沒有太大改變，結晶溫度較高，結晶直徑較大。

目前亟需研究一種納米硫酸鈣改性材料，由此制備的改性聚丙烯韌性高，剛性大，熱穩定性強、結晶效果好。

發明內容

本發明的目的是提供一種納米硫酸鈣改性材料，制得的改性聚丙烯韌性高，剛性大，結晶效果好，熱穩定性好；本發明同時提供納米硫酸鈣改性材料的制備方法以及改性聚丙烯的制備方法。

本發明所述的納米硫酸鈣改性材料，先將納米硫酸鈣經乙醇、丙烯酸處理后，再與聚丙烯反應得到納米硫酸鈣改性材料。

所述的納米硫酸鈣改性材料中，各組分質量百分比如下：納米硫酸鈣50～60%、丙烯酸10～20%、乙醇10～20%、聚丙烯20～30%。

本發明所述的納米硫酸鈣改性材料的制備方法：先將納米硫酸鈣均勻分散在乙醇溶液中，再加入丙烯酸反應，最后在過硫酸鉀存在下，加入聚丙烯反應，得到納米硫酸鈣改性材料。

其中：

與丙烯酸反應的溫度為80～90℃，反應的時間為0.5～1h；

與聚丙烯反應的溫度為180～200℃，反應的時間為0.5～1h。