[發明專利]超臨界微發泡聚丙烯材料

在審

• 申請號: 202110079760.6
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112898678A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 胡長昕
• 申請（專利權）人: 江蘇宇豪新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/00;C08L23/08;C08K13/06;C08K9/02;C08K9/06;C08K7/06;C08K3/34;C08J9/12
• 代理公司: 上海洞鑒知識產權代理事務所(普通合伙) 31346
• 代理人: 黃小棟

本發明公開了一種超臨界微發泡聚丙烯材料及其制備方法。該超臨界微發泡聚丙烯材料，由以下原料組成：聚丙烯、苯乙烯?丁二烯共聚物接枝馬來酸酐、乙烯?醋酸乙烯酯共聚物、改性短切碳纖維、抗氧劑300組成。本發明還提供了其制備方法。與現有技術相比，本發明將改性短切碳纖維引入聚丙烯材料中，可有效改善短切碳纖維與聚丙烯材料的相容性性，進而改善聚丙烯材料的力學性能。

技術領域

本發明涉及材料科學技術領域，尤其涉及一種超臨界微發泡聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

隨著社會的快速發展，材料與人們生活息息相關，材料的發展為科學技術的發展奠定了有力的物質基礎。高分子材料憑借其質量輕、加工性好、質量輕、耐腐蝕性好等優勢在化工行業得到快速發展。

聚合物發泡材料是指基體內部具有大量微孔的樹脂材料。聚合物發泡材料具有較高的熔點、拉伸強度、沖擊模量以及低的介電常數等優點?？捎米骶彌_材料、絕緣材料、運動器械、汽車零部件、生物醫學材料等，在日用品、家具業、包裝、工農業等領域應用廣泛，發泡材料具有巨大的應用價值和市場前景。

聚丙烯是由丙烯單位通過氣相本體聚合而成的聚合物。聚丙烯作為五大通用熱塑性塑料之一，憑借其成型性好，耐腐蝕性，化學穩定性以及耐熱性好等優勢在化工設備中有較好的應用。但實際應用中聚丙烯材料存在強度不高、缺口敏感性高、沖擊性差等缺陷，進一步限制了聚丙烯材料的應用，同時也給實際生產帶來不便。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種超臨界微發泡聚丙烯材料，將改性短切碳纖維引入聚丙烯材料中，可有效改善麻黃纖維與聚丙烯材料的相容性性，進而改善聚丙烯材料的力學性能。其可能的原因是：用NaOH溶液處理短切碳纖維使得短切碳纖維表面變得粗糙，進而增加短切碳纖維與聚丙烯之間的物理吸附力，同時用N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液作為橋梁處理NaOH處理過的短切碳纖維，使得短切碳纖維與聚丙烯的結合力增強，進而改善聚丙烯材料的力學性能。

一種超臨界微發泡聚丙烯材料，由以下重量份的原料組成：45-90重量份聚丙烯、5-15重量份苯乙烯-丁二烯共聚物接枝馬來酸酐、2-5重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10-25重量份改性短切碳纖維、0.2-0.6重量份抗氧劑300。

所述的改性短切碳纖維的制備方法，包括以下步驟：

(1)將40-60重量份短切碳纖維置于320-480重量份2-5wt％的NaOH溶液中，攪拌均勻，靜置32-48h，洗滌至pH＝7，離心、干燥，后置于超細粉碎機中進行粉碎，過40-60目的篩子，得到堿性短切碳纖維；

(2)將步驟(1)得到的40-60重量份堿性短切碳纖維置于160-240重量份的0.5-1wt％N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中，攪拌均勻，靜置20-24h，離心、干燥，后置于超細粉碎機中進行粉碎，過40-60目的篩子，得到改性短切碳纖維。

在上述研究基礎上，本發明人發現在超臨界CO₂發泡過程中，孔壁受到膨脹，泡孔壁易破碎，進而影響聚丙烯材料的力學性能。本發明人以3-氨基丙基三乙氧基硅烷、1,1,3,3-四乙氧基-1,3-二甲基二硅氧烷、四甲基氫氧化銨、1-十八烯為原料制備羧基/烷基聚二甲基硅氧烷，并采用羧基/烷基聚二甲基硅氧烷改性鈉基蒙脫土、硅灰石制備得到烷基聚二甲基硅氧烷改性鈉基蒙脫土、硅灰石；一方面，將無機材料鈉基蒙脫土、硅灰石引入聚丙烯材料中，有利于增強聚丙烯材料發泡時的異向成核，有效防止氣體逸出，進而改善聚丙烯材料的發泡性能，同時采用羧基/烷基聚二甲基硅氧烷改性鈉基蒙脫土、硅灰石，能有效改善納米鈉基蒙脫土、硅灰石易團聚的缺陷；另一方面，將烷基聚二甲基硅氧烷引入聚丙烯材料共混，可彌補單一聚丙烯的不足，同時協同增效，表現出多個聚合物的突出特點，表現出性能優異的聚丙烯材料。