[發(fā)明專利]一種高韌性聚丙烯基納米復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111251721.6
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114031861A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉振宇;謝京燕;王偉哲;蔣文軍;劉國禹;李祿建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C08L23/26
• 分類號: C08L23/26;C08K7/18;C08F8/00;C08F110/06
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;郝傳鑫

本發(fā)明提供了一種高韌性聚丙烯基納米復(fù)合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將羥基改性的聚丙烯和單分散納米硅球熔融共混，得到單分散納米硅球改性的含羥基聚丙烯基納米復(fù)合材料，不但步驟簡單，操作方便，而且所得納米硅球改性的含羥基聚丙烯基納米復(fù)合材料具有較高的韌性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高韌性聚丙烯基納米復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯基納米復(fù)合材料在機(jī)械強(qiáng)度、阻燃性能、氣體阻隔性能和導(dǎo)熱性能等方面均明顯優(yōu)于原始聚丙烯。目前，研究人員在將納米填充物引入到聚丙烯中以增加其韌性方面進(jìn)行了大量的的研究工作，但大多數(shù)研究結(jié)果表明，納米填充物的引入會(huì)導(dǎo)致聚丙烯的韌性顯著遞減。

這種韌性顯著遞減是由于納米填充物和聚丙烯彼此親和力低而導(dǎo)致聚丙烯基體和納米填充物之間存在界面間空隙所引發(fā)的。因此，通過增強(qiáng)界面附著力阻止基質(zhì)-填充界面分離是克服聚丙烯基納米復(fù)合材料韌性差的一種很有前途的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種單分散納米硅球改性的含羥基聚丙烯基納米復(fù)合材料及其制備方法，以提高聚丙烯材料與納米填充物之間的界面附著力，提高聚丙烯材料的韌性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：第一方面，本發(fā)明提供了一種高韌性聚丙烯基納米復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟：將羥基改性的聚丙烯、單分散二氧化硅納米球(即SNSs，其中單分散是指形狀大小均勻)熔融共混，得到單分散納米硅球改性的含羥基聚丙烯基納米復(fù)合材料，即得所述高韌性聚丙烯基納米復(fù)合材料。所述制備方法通過熔融共混的方法將單分散二氧化硅納米球填充到含羥基的聚丙烯基體中以合成單分散納米硅球改性的含羥基聚丙烯基納米復(fù)合材料，所得單分散納米硅球改性的含羥基聚丙烯基納米復(fù)合材料中的羥基基團(tuán)影響了二氧化硅納米球與聚丙烯基體之間的界面附著力，使聚丙烯材料的韌性得到顯著提高，另外上述制備方法簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)。

作為本發(fā)明制備方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述羥基改性的聚丙烯(PPOH)中羥基摩爾含量為1.3％～6.4％。

作為本發(fā)明制備方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述羥基改性的聚丙烯的制備方法包括以下步驟：

(1)將有機(jī)溶劑、甲基鋁氧烷以及5-己烯-1-氧基二異丁基鋁混合，得到助催化劑溶液；

(2)將Me₂Si[(2-(4-MePh)Ind]₂ZrCl₂與甲苯混合，得到主催化劑溶液；

(3)在密閉容器中，將步驟(1)所得助催化劑溶液經(jīng)真空脫氣后通入丙烯氣體，再在-20℃～0℃以及常壓下使所述助催化劑溶液達(dá)到氮?dú)怙柡停缓蠹尤氩襟E(2)所得主催化劑溶液以開始聚合反應(yīng)，并在-20℃～0℃下以及常壓下持續(xù)通入丙烯氣體，反應(yīng)結(jié)束后，停止通入丙烯氣體，并用淬滅劑淬滅反應(yīng)，將所得反應(yīng)物加入鹽酸和甲醇的混合液中，收集沉淀并過濾洗滌，干燥，即得所述羥基改性的聚丙烯。

作為本發(fā)明制備方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述助催化劑溶液中，有機(jī)溶劑、甲基鋁氧烷、5-己烯-1-氧基二異丁基鋁的體積比為有機(jī)溶劑：甲基鋁氧烷：5-己烯-1-氧基二異丁基鋁＝360～480：8～13：3.5～5；所述主催化劑溶液中，Me₂Si[(2-(4-MePh)Ind]₂ZrCl₂與甲苯的比例為Me₂Si[(2-(4-MePh)Ind]₂ZrCl₂：甲苯＝0.025～0.04mmol：20-100mL。

作為本發(fā)明制備方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述助催化劑溶液與主催化劑溶液中Al/Cr摩爾比為150～3000。

作為本發(fā)明制備方法的優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟(1)，有機(jī)溶劑為二甲苯；所述步驟(3)中，淬滅劑為2-丙醇和甲苯的混合溶液。