[發明專利]一種耐熱老化的聚丙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111243843.0
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113845735B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 陳瑤;賴昂;吳國峰;程文超;何瀏煒
• 申請（專利權）人: 武漢金發科技有限公司;武漢金發科技企業技術中心有限公司
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L23/08;C08L51/06;C08K9/02;C08K7/10;C08K9/06;C08K3/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

本發明公開了一種耐熱老化的聚丙烯復合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。本發明所述聚丙烯復合材料的組分中雜化填料由改性石墨烯和改性硅灰石纖維兩種原料其表面帶上相反的電荷，進而通過靜電自組裝而成，該雜化填料相比于傳統聚丙烯復合材料組分填料具有更大的比表面積及更低的原料成本，與聚丙烯樹脂基體相容結合性高，同時有效避免了兩者因表面活性基團不足而容易產生表面團聚現象；所述雜化填料具有多種幾何結構構成，在搭配其他優選組分后所得最終產品拉伸和彎曲強度性能可調控性高，且具有優異的耐熱老化性能。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種耐熱老化的聚丙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯樹脂與其他通用熱塑性樹脂相比，具有相對密度小、價格低、加工性能好以及綜合性能良好等優點，但其也存在剛性差、成型收縮率大等缺點。在聚丙烯材料的實際應用中，為了進一步提升產品的性能效果，一般會對各原料組分進行優化選擇，而作為主要組分的填料也不例外，現有技術多采用不同極性性質的填料種類加以搭配，以發揮兩者的協同效果；例如，以新型材料石墨烯搭配硅灰石纖維作為復合填料，具有不同的幾何結構，比表面積更大，理論上相比于采用傳統滑石粉等體系的填料具有更好的耐熱老化和耐燃等綜合性能，同時也可有效降低原料成本。然而，由于石墨烯和硅灰石纖維表面的活性官能團較少，兩者混合用于制備聚丙烯復合材料時容易發生團聚，其制備的最終產品難以達到理想的效果。

靜電自組裝是一種利用帶不同電荷的兩種粒子通過靜電吸附進行組裝的材料制備方法，若利用該原理及方法，將不同的兩種無機填料表面進行簡單的化學處理，使得其表面形成相反的電荷，則通過靜電自組裝制備出的新型雜化填料因電平衡性不僅可有效減弱填料表面的團聚效應，同時也由于靜電效應與聚丙烯樹脂基體形成良好的界面結合作用，提升相容性。

發明內容

基于現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供了一種耐熱老化的聚丙烯復合材料，該產品的組分中包含了改性石墨烯與改性硅灰石纖維，兩者發生靜電自組裝得到的雜化填料，該組分比表面積大，在聚丙烯樹脂基體中分散性高，且與聚丙烯樹脂具有優異結合性；所得產品拉伸和彎曲強度性能可根據實際進行調控，具有優異的耐熱老化性能。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種耐熱老化的聚丙烯復合材料，包括以下重量份的組分：

聚丙烯樹脂95～105份、雜化填料10～80份、硬脂酸鈣0.5～5份、增韌劑0.2～1份及偶聯劑0.2～3份；

所述雜化填料包括改性石墨烯和改性硅灰石纖維；所述改性石墨烯表面帶正電荷；所述改性硅灰石纖維表面帶負電荷。

優選地，所述改性石墨烯和改性硅灰石纖維通過靜電自組裝形成雜化填料。

本發明所述聚丙烯復合材料的組分中，雜化填料由改性石墨烯和改性硅灰石纖維兩種原料其表面帶上相反的電荷，進而通過靜電自組裝而成，該雜化填料相比于傳統聚丙烯復合材料組分填料具有更大的比表面積及更低的原料成本，與聚丙烯樹脂基體相容結合性高，同時有效避免了因填料表面活性基團不足而產生表面團聚現象；所述雜化填料具有多種幾何結構構成，改性石墨烯和改性硅灰石纖維兩種填料間連接緊密，在搭配其他優選組分后所得最終產品拉伸和彎曲強度性能可調控性高，且具有優異的耐熱老化性能。

優選地，所述雜化填料的重量份數為30～45份。發明人在實驗后發現，雜化填料的引入可有效提升產品的耐熱老化性，然而添加量不足，則強度不夠，可能達不到基本的加工性能要求，且耐熱性差；所述填料的添加量過高，產品的強度雖然越高，但其在聚丙烯樹脂基體中容易發生堆積，所得產品耐熱性也會降低，經篩選，以添加量為30～45份時產品的綜合性能最佳。

優選地，所述改性硅灰石纖維由酸性改性劑對硅灰石纖維進行表面改性得到；