[發明專利]一種聚丙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010120149.9
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111205556A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 邵霞;李志強;屈禎陽;曹棟樑;陸文雄
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/26;C08J9/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;吳寶根

本發明涉及一種聚丙烯復合材料及其制備方法，使用偶聯劑對粉煤灰進行干法改性，并將改性粉煤灰填充于發泡聚丙烯中，制得了力學性能、物理性能、熱學性能良好的聚丙烯復合材料。該發明使得工業廢渣粉煤灰能夠回收利用，綠色環保，并降低聚丙烯生產價格，提升經濟效益，同時能夠保證聚丙烯的綜合性能良好。

技術領域

本發明屬于橡膠制品材料領域，具體涉及一種高性能聚丙烯及其制備方法。

背景技術

發泡聚丙烯的力學性能優良，絕熱性能優異，使用溫度范圍大，清潔環保。已廣泛應用于包裝材料、汽車零部件、塑料管材等領域。

粉煤灰是煤炭燃燒后產生的固態粉末，合理有效地利用粉煤灰，將粉煤灰變廢為寶，不僅有利于環境保護，還可以提升其經濟價值。然而一大限制是粉煤灰和聚合物的相容性較差，界面性質差異大。

針對這些問題，對粉煤灰進行改性，有必要開發一種改性工藝簡單，改性成本低廉和改性效果優良的粉煤灰填料，來制備綜合性能優良的聚丙烯復合材料。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種聚丙烯復合材料及其制備方法，依照該方法制作的聚丙烯復合材料具有較好的力學性能、熱學性能，同時降低了生產的成本，可用于工業化生產。

為了達到上述目的，本發明提供了一種聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)偶聯劑干法改性粉煤灰的制備：

將粉煤灰于50-100℃恒溫干燥箱中干燥0.5-1.5h后，置于瑪瑙球磨罐中，將偶聯劑加入到粉煤灰中，行星球磨機混合攪拌0.5-1h后，于50-100℃恒溫干燥箱中干燥0.5-1h，并用瑪瑙研缽研磨至粉煤灰顆粒細化均勻無團聚，得到改性粉煤灰；

(2)改性聚丙烯復合材料的制備：

將(1)得到的改性粉煤灰、發泡聚丙烯、阻燃劑、抗氧劑均勻混合，使用FT-80雙螺桿擠出機進行造粒，使用塑料注塑機進行注塑成型，得到改性粉煤灰填充的聚丙烯復合材料。

優選地，所述步驟(1)中，粉煤灰的粒徑為800目、1250目或1500目，偶聯劑為KH550、KH560、鋁酸酯或鈦酸酯偶聯劑中的一種；所述偶聯劑的質量為粉煤灰質量的0.9％-1.1％。

優選地，所述步驟(2)中，發泡聚丙烯、改性粉煤灰、阻燃劑、抗氧劑的質量比為(500-700):(200-330):(100-120):(1-1.5)。

優選地，所述步驟(2)中，抗氧劑為C₂₉H₄₄O₂；阻燃劑為溴代三嗪、三氧化二銻、滑石粉、抗滴落劑和十溴二苯乙烷中的任意一種或多種。

優選地，所述步驟(2)中，使用FT-80雙螺桿擠出機進行造粒具體包括：設定相應參數并預熱，各溫區溫度均達到設定溫度后將混合料倒入料斗中，將機頭擠出的細絲牽引至水槽中冷卻，儀器自動將細絲運送至切粒機處切割造粒，造粒完成后將膠粒至于60℃烘箱中干燥10h，喂料轉速設置為38r/min，切粒機轉速設為700r/min。

優選地，所述步驟(2)中，使用塑料注塑機進行注塑成型具體包括：使用F1-80I塑料注塑機進行注塑成型，射嘴與一、二段溫度設定為220℃，三段溫度為180℃，四、五段溫度為25℃，油溫為50℃，注射壓力和保壓壓力均為4.9MPa。參數設定完成后，開始加料注塑，將膠粒料倒入料斗進行熔膠操作，熔膠結束后進行合模操作，主機射膠，射膠結束后進行熔膠。塑料注塑機合模保壓后開模再冷卻，冷卻時間為10-15s左右，頂針推出的標準樣條即為聚丙烯復合材料。

本發明還提供了上述方法制備的聚丙烯復合材料。

本發明相比現有技術具有以下優點：