[發明專利]一種高韌性聚丙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811288101.8
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109851909B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 陳紅方
• 申請（專利權）人: 寧波萬盛實業有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L67/00;C08K13/02;C08K3/08
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 洪珊珊

本發明涉及一種高韌性聚丙烯復合材料及制備方法，屬于高分子技術領域。本發明的聚丙烯復合材料制品包括如下質量百分比的原料組分：20～35％聚醚酯、0.3～2.5％納米Al粉、0.5～1.0％抗氧劑、0.8～1.3％潤滑劑，余量為聚丙烯；本發明的制備方法包括以下步驟：將聚丙烯復合材料制品的原料組分混合后進行熔融紡絲，形成聚丙烯纖維，然后將聚丙烯纖維加入到模具中加熱加壓成型，即制得聚丙烯材料制品。本發明制得的聚丙烯復合材料具有較高的力學性能，尤其是韌性。

技術領域

本發明涉及高分子材料，具體涉及一種高韌性聚丙烯復合材料及制備方法。

背景技術

聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規聚丙烯(isotactic polypropylene)、無規聚丙烯(atactic polypropylene)和間規聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三種。聚丙烯是一種廉價且應用十分廣泛的塑料，可根據成品性能進行相應的加工。具有密度低、抗拉強度搞、耐化學性能好，以及可回收再利用的優點，在使用上具有較多優勢。但是聚丙烯的韌性尤其是低溫韌性較差限制了其進一步應用和發展。現有技術中常采用各種彈性體來增韌聚丙烯，如乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、苯乙烯系熱塑性彈性體等。這些彈性體雖然能夠明顯改善聚丙烯的沖擊性能，但在透明性、耐候性、熱穩定性和加工性能等方面仍存在不少缺陷。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的上述問題，提出了一種力學性能優良的高韌性聚丙烯復合材料。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

一種高韌性聚丙烯復合材料制品，所述聚丙烯復合材料制品包括如下質量百分比的原料組分：20～35％聚醚酯、0.3～2.5％納米Al粉、0.5～1.0％抗氧劑、0.8～1.3％潤滑劑，余量為聚丙烯。

作為優選，所述納米Al粉的粒徑為10～60nm。

本發明在聚丙烯復合材料中添加了少量的納米Al粉，其均勻分散在聚丙烯復合材料基體中時，能夠改善聚丙烯復合材料的微觀晶型，提高聚丙烯纖維的接觸角，從而有利于聚丙烯纖維力學性能尤其是韌性的提高。聚醚酯的加入能夠作為納米Al粉與聚丙烯之間的橋梁，有效提高二者之間的相容性，減少復合材料成型后內部微裂紋發生的可能性，從而提高復合材料的強度和韌性。納米Al粉的粒徑不能過高，否則會導致聚丙烯纖維接觸角的降低，且會導致與基體的相容性變差，從而降低復合材料的力學性能。

作為優選，所述抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，所述主抗氧劑為抗氧劑1076、抗氧劑DNP中的一種或兩種，所述輔抗氧劑為抗氧劑168。

作為優選，所述潤滑劑為硬脂酸鈣、季戊四醇硬脂酸脂中的一種或兩種。

本發明的另一目的在于提供一種高韌性聚丙烯復合材料制品的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

將聚丙烯復合材料的原料組分混合后進行熔融紡絲，形成聚丙烯纖維，將聚丙烯纖維加入到模具中加熱加壓成型，即制得聚丙烯復合材料制品。

本發明先將聚丙烯復合材料的原料組分制成聚丙烯纖維，再進行加熱加壓成型，復合材料基體在紡絲過程中形成特定的微觀結構和晶型，能夠有效提高聚丙烯復合材料制品的韌性，特別是斷裂韌性，有利于制品抵抗裂紋的擴展。尤其是納米Al粉的添加，能夠改善聚丙烯復合材料的微觀晶型，提高聚丙烯纖維的接觸角，從而有利于聚丙烯纖維力學性能尤其是韌性的提高。另外還可減少原料組分在澆注成型過程中的成分偏析，從而提高制品的力學性能。

作為優選，所述熔融紡絲的方法包括將聚丙烯復合材料的原料組分充分混合后，在160～180℃熔融后通過噴絲板擠出到75～82℃的凝固浴中，形成聚丙烯纖維初品。