專(zhuān)利名稱(chēng)：一種改性硼酸鎂晶須/pp復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用一種改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料的制備方法，屬于高分子復(fù)合材料，尤其是聚丙烯基復(fù)合材料制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
與其他通用塑料相比，由于聚丙烯(PP)原料豐富，合成工藝簡(jiǎn)單，且具有相對(duì)密度小，加工性能優(yōu)良，電絕緣性良好，耐腐蝕，光澤性好等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電器、日用品等各個(gè)領(lǐng)域。但PP成型收縮率大、低溫脆性高，極大地限制了其廣泛應(yīng)用。晶須是一類(lèi)纖維狀單晶體，直徑很小，一般為0. 1 10 μ m，長(zhǎng)徑比為10 100。由于晶須尺寸極小，晶體結(jié)構(gòu)比較完整，幾乎不含有位錯(cuò)、空穴、雜質(zhì)等缺陷，因此晶須的強(qiáng)度和模量均接近于晶體中原子結(jié)合力的理論極限值，因而具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕性能，有良好的機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性、輕量、高強(qiáng)度、高彈性模量、高硬度等特性。在目前所知增強(qiáng)體中，晶須是強(qiáng)度最高，性能最優(yōu)的復(fù)合材料增強(qiáng)體。由于晶須尺寸細(xì)微，幾乎不影響復(fù)合材料的流動(dòng)性，可以在高分子材料基體中均勻分布，適合填充薄壁、外型復(fù)雜的塑料制品。另夕卜，晶須增強(qiáng)工程塑料膨脹系數(shù)及成型收縮率小，制品有極高的尺寸精度和光潔的平滑表面，廣泛應(yīng)用于聚合物基高分子材料的補(bǔ)強(qiáng)。硼酸鎂晶須是繼硼酸鋁晶須之后性?xún)r(jià)比很高的晶須產(chǎn)品，其生產(chǎn)原料易得，生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)備性能要求適中，操作技術(shù)容易掌握，故成本低廉，已接近民用承受能力， 是一種具有廣泛應(yīng)用潛力的新型增強(qiáng)材料。采用硼酸鎂晶須為增強(qiáng)體，加入到PP基體中， 以此尋求能夠明顯改善PP材料性能的晶須最佳加入量及其加入方法，并制造出相應(yīng)的復(fù)合材料制品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料的制備方法，以實(shí)現(xiàn)PP基復(fù)合材料在高性能領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明所述改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟(1)在30 50°C條件下，先用適量無(wú)水乙醇充分溶解質(zhì)量比例為1 3份的硼酸酯偶聯(lián)劑，再與經(jīng)120 140°C烘干4h的質(zhì)量比例為97 99份的硼酸鎂晶須均勻混合 0. 5 lh，抽濾、洗滌后在90 120°C下烘干4 他，得到表面改性晶須。(2)混煉機(jī)預(yù)熱到180 200°C后加入PP基料熔融3 5min，再按比例加入步驟 (1)獲得的改性硼酸鎂晶須進(jìn)行混煉8 lOmin，獲得半成品；(3)將步驟⑵獲得的半成品，在壓力和溫度分別為IOMPa和180 185°C條件下成型，即可獲得所述改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料。本發(fā)明方法中PP基料的質(zhì)量為100份時(shí)，改性硼酸鎂晶須的加入質(zhì)量為2 15份。本發(fā)明通過(guò)硼酸酯偶聯(lián)劑和超聲波處理對(duì)晶須進(jìn)行有效表面改性，并添加到PP基體中，所得復(fù)合材料的力學(xué)性能得到顯著提高，且其制備工藝條件簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用前景廣闊。
四

附圖1 實(shí)施例的力學(xué)性能檢測(cè)列表。
五具體實(shí)施例方式對(duì)比例本實(shí)例采用熔融共混法制備未添加改性硼酸鎂晶須的PP材料，工藝過(guò)程是(1)混煉機(jī)預(yù)熱到185°C后加入PP基料熔融5min，獲得半成品；(2)將步驟(1)獲得的半成品，在壓力lOMPa、溫度185°C下成型6min。將對(duì)比例中的PP材料制成標(biāo)準(zhǔn)的拉伸及沖擊樣條，分別按GB/T 1040-2006,GB/T 1843-1996進(jìn)行拉伸及沖擊性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)圖1。實(shí)施例1 本實(shí)例采用的硼酸鎂晶須樣品由遼寧營(yíng)口兄弟硼鎂化工有限公司提供。硼酸鎂晶須的表面改性處理方法為將裝有0. 5g偶聯(lián)劑的250ml燒瓶置于水溫為30 50°C的超聲波震蕩器中，用IOOml無(wú)水乙醇溶解后加入25g經(jīng)120 140°C烘干4h的晶須，電動(dòng)攪拌同時(shí)超聲震蕩0. 5 lh，抽濾、洗滌后在90 120°C下烘干4 6h，得到表面改性晶須。本實(shí)例采用熔融共混法制備改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料，其工藝過(guò)程為(1)混煉機(jī)預(yù)熱到185°C后加入100份PP基料熔融5min，加入2份改性硼酸鎂晶須進(jìn)行混煉8min，獲得半成品；(2)將步驟⑴獲得的半成品，在壓力lOMPa、溫度185°C下的成型機(jī)中成型6min， 即可獲得所述的改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料。將實(shí)施例1中的復(fù)合材料制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸及沖擊樣條，分別按GB/T 1040-2006,GB/ T 1843-1996進(jìn)行拉伸及沖擊性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)圖1。實(shí)施例2 硼酸鎂晶須的表面改性處理方法同實(shí)例1。本實(shí)例采用熔融共混法制備改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料，其工藝過(guò)程為(1)混煉機(jī)預(yù)熱到185°C后加入100份PP基料熔融5min，加入5份改性硼酸鎂晶須進(jìn)行混煉8min，獲得半成品；(2)將步驟⑴獲得的半成品，在壓力lOMPa、溫度185°C下的成型機(jī)中成型6min， 即可獲得所述的改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料。將實(shí)施例2中的復(fù)合材料制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸及沖擊樣條，分別按GB/T 1040-2006,GB/ T 1843-1996進(jìn)行拉伸及沖擊性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)圖1。實(shí)施例3 硼酸鎂晶須的表面改性處理方法同實(shí)例1。本實(shí)例采用熔融共混法制備改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料，其工藝過(guò)程為(1)混煉機(jī)預(yù)熱到185°C后加入100份PP基料熔融5min，加入10份改性硼酸鎂晶須進(jìn)行混煉8min，獲得半成品；
(2)將步驟⑴獲得的半成品，在壓力lOMPa、溫度185°C下的成型機(jī)中成型6min， 即可獲得所述的改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料。將實(shí)施例3中的復(fù)合材料制成標(biāo)準(zhǔn)的拉伸及沖擊樣條，分別按GB/T 1040-2006、 GB/T 1843-1996進(jìn)行拉伸及沖擊性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)圖1。實(shí)施例4 硼酸鎂晶須的表面改性處理方法同實(shí)例1。本實(shí)例采用熔融共混法制備改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料，其工藝過(guò)程為(1)混煉機(jī)預(yù)熱到185°C后加入100份PP基料熔融5min，加入15份改性硼酸鎂晶須進(jìn)行混煉8min，獲得半成品；(2)將步驟⑴獲得的半成品，在壓力lOMPa、溫度185°C下的成型機(jī)中成型6min， 即可獲得所述的改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料。將實(shí)施例4中的復(fù)合材料制成標(biāo)準(zhǔn)拉伸及沖擊樣條，分別按GB/T 1040-2006,GB/ T 1843-1996進(jìn)行拉伸及沖擊性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)圖1。
權(quán)利要求
1.一種改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)混煉機(jī)預(yù)熱到180 200°C后加入PP基料熔融3 5min，再按比例加入改性硼酸鎂晶須進(jìn)行混煉8 lOmin，獲得半成品；(2)將步驟(1)獲得的半成品，在壓力和溫度分別為IOMI^a和180 185°C條件下成型， 即可獲得所述改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于方法中的按比例加入改性硼酸鎂晶須是按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，當(dāng)PP基料的質(zhì)量為100份時(shí)，改性硼酸鎂晶須的加入質(zhì)量比例為2 15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 2所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的晶須表面改性，包括如下步驟在30 50°C條件下，先用適量無(wú)水乙醇充分溶解質(zhì)量比例為1 3份的偶聯(lián)劑，再與經(jīng)120 140°C烘干4h的質(zhì)量比例為97 99份的硼酸鎂晶須均勻混合0. 5 lh，抽濾、 洗滌后在90 120°C下烘干4 他，得到表面改性晶須。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的偶聯(lián)劑為硼酸酯偶聯(lián)劑，分子式為=C3H7OB (OCOC15H31)2t全文摘要
本發(fā)明涉及改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料的制備方法。方法中以PP材料為基體，硼酸酯偶聯(lián)劑改性硼酸鎂晶須為增強(qiáng)體，制備方法包括如下步驟(1)在30～50℃條件下，先用適量無(wú)水乙醇充分溶解質(zhì)量比例為1～3份的硼酸酯偶聯(lián)劑，再與經(jīng)120～140℃烘干4h的質(zhì)量比例為97～99份的硼酸鎂晶須均勻混合0.5～1h，抽濾、洗滌后在90～120℃下烘干4～6h，得到表面改性晶須；(2)混煉機(jī)預(yù)熱到180～200℃后加入PP基料熔融3～5min，再按比例加入步驟(1)獲得的硼酸酯偶聯(lián)劑改性硼酸鎂晶須進(jìn)行混煉8～10min，獲得半成品；(3)將步驟(2)獲得的半成品，在壓力10MPa、溫度180～185℃下的成型機(jī)中成型6～8min，即可獲得改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料。本發(fā)明的制備方法條件簡(jiǎn)便、成本低廉，所得改性硼酸鎂晶須/PP復(fù)合材料的力學(xué)性能得到顯著提高，應(yīng)用前景非常廣闊。
文檔編號(hào)C08K9/04GK102504414SQ20111038428
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者吳永嘉, 陳善華 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)