專利名稱：一種聚丁烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，特別涉及一種聚丁烯納米復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丁烯是以1- 丁烯為原料在催化劑的作用下采用本體法、淤漿法或氣相法聚合成的一種線型分子結(jié)構(gòu)的等規(guī)半結(jié)晶性聚烯烴高分子聚合物。它具有良好的機(jī)械性能和韌性、突出的抗蠕變性、高低溫性能優(yōu)良、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、耐熱性、耐化學(xué)藥品腐蝕性及抗磨性、撓曲性和高填料填充性等優(yōu)點(diǎn)，可用于管材(特別是熱水管)、薄膜、模塑品、共混改性劑、纖維、電纜絕緣材料等各個領(lǐng)域。但是由于1-丁烯單體的產(chǎn)量少，加之聚1-丁烯聚合技術(shù)實(shí)施困難，目前世界上只有荷蘭巴塞爾公司和日本三井石化公司有商業(yè)化PB產(chǎn)品， 因而PB價格昂貴。PB是一種多晶型聚合物，在加工使用過程中存在晶型轉(zhuǎn)變的問題，加之價格昂貴， 使它的研究、發(fā)展與應(yīng)用沒有像PP與PE那么廣泛。本發(fā)明利用無機(jī)納米粒子價廉易得，以及無機(jī)納米粒子對聚合物材料進(jìn)行改性具有高強(qiáng)、高韌性能，使之與聚丁烯熔融共混，以期獲得綜合性能優(yōu)良的聚丁烯材料，從而擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)對聚丁烯的研究主要集中于合成和性能方面，其中專利集中于聚丁烯的合成和聚丁烯管材，目前未見聚丁烯復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種聚丁烯納米復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種聚丁烯復(fù)合材料，其特征在于按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，包括-7%的無機(jī)納米粒子和0. -1%的抗氧劑，其余為聚丁烯；所述無機(jī)納米粒子是平均粒徑為50-100nm的SiO2或平均粒徑為30-70nm的 CaCO3 ；所述聚丁烯的熔融指數(shù)為0. 2-1. 0g/10min ；所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，通用名為抗氧劑1010 ；一種如上述的聚丁烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括將聚丁烯、抗氧劑混合后塑煉，得到塑煉產(chǎn)物，所述聚丁烯、抗氧劑混合比例按重量計為 93-99 0. 1-1 ；將所述塑煉產(chǎn)物與無機(jī)納米粒子混合均勻后壓塑成型，得到聚丁烯復(fù)合材料；所述壓塑成型的溫度為170_180°C，壓力為5_15Mpa ；所述無機(jī)納米粒子為經(jīng)表面改性的S^2粒子，經(jīng)偶聯(lián)劑表面活化處理過的CaCO3 粒子。
本發(fā)明的有益效果在于保持聚丁烯綜合性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善了其沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度，以擴(kuò)大其應(yīng)用發(fā)展。


本發(fā)明共有附圖5張，其中圖1為實(shí)施例1-4，在200°C下不同含量氨基SiO2Iog τ-IogY曲線(■ -PB
-1%Α -3%Τ-5%4 -7% )；圖2為實(shí)施例1-4，在200°C下不同含量氨基SiO2Iogna-IogY曲線(■ -PB
-1%A -3%T-5%^-7% )；圖3為實(shí)施例1-4不同含量氨基SiO2TGA曲線(1-PB ;2_1 %氨基SiO2 氨基 SiO2 ；4-5%氨基 SiA ；5-7%氨基 SiO2)；圖4為實(shí)施例1-4不同含量氨基SiO2DTG曲線(1-PB ；2-1%氨基SW2 ；3-3%氨基 SiO2 ；4-5%氨基 SiA ；5-7%氨基 SiO2)；圖5為實(shí)施例3的PB/3%氨基S^2非等溫結(jié)晶曲線非等溫結(jié)晶曲線。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是，應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求書的限制。按照本發(fā)明，塑煉可以材料本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法，如將原料放入密煉機(jī)或開煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，本發(fā)明對此并無特別限制；壓塑成型的溫度為180-200°C，壓力為 5-15MPa0實(shí)施例1分別取118. 8g聚丁烯、0. 12g抗氧劑1010并將其混合，將混合后的原料加入開煉機(jī)進(jìn)行塑煉，塑煉2分鐘后得到塑煉產(chǎn)物。將1. 2g氨基改性的納米SW2加入上步得到的塑煉產(chǎn)物中混合10分鐘，然后將共混物在平板硫化機(jī)上壓塑成型，壓塑溫度為170-180°C， 熱壓壓力為15MPa，得到聚丁烯復(fù)合材料。實(shí)施例2分別取116. 4g聚丁烯、0. 36g抗氧劑1010并將其混合，將混合后的原料加入開煉機(jī)進(jìn)行塑煉，塑煉2分鐘后得到塑煉產(chǎn)物。將3. 6g氨基改性的納米SW2加入上步得到的塑煉產(chǎn)物中混合10分鐘，然后將共混物在平板硫化機(jī)上壓塑成型，壓塑溫度為170-180°C， 熱壓壓力為15MPa，得到聚丁烯復(fù)合材料。實(shí)施例3分別取114g聚丁烯、0.6g抗氧劑1010并將其混合，將混合后的原料加入開煉機(jī)進(jìn)行塑煉，塑煉2分鐘后得到塑煉產(chǎn)物。將6g氨基改性的納米SW2加入上步得到的塑煉產(chǎn)物中混合10分鐘，然后將共混物在平板硫化機(jī)上壓塑成型，壓塑溫度為170-180°C，熱壓壓力為15MPa，得到聚丁烯復(fù)合材料。實(shí)施例4分別取111. 6g聚丁烯、0. 84g抗氧劑1010并將其混合，將混合后的原料加入開煉機(jī)進(jìn)行塑煉，，塑煉2分鐘后得到塑煉產(chǎn)物。將8. 4g氨基改性的納米SW2加入上步得到的塑煉產(chǎn)物中混合10分鐘，然后將共混物在平板硫化機(jī)上壓塑成型，壓塑溫度為170-180°C， 熱壓壓力為15MPa，得到聚丁烯復(fù)合材料。實(shí)施例5分別取116. 4g聚丁烯、0. 36g抗氧劑1010并將其混合，將混合后的原料加入開煉機(jī)進(jìn)行塑煉，塑煉2分鐘后得到塑煉產(chǎn)物。將3. 6g環(huán)氧基改性的納米SW2加入上步得到的塑煉產(chǎn)物中混合10分鐘，然后將共混物在平板硫化機(jī)上壓塑成型，壓塑溫度為170-180°C，熱壓壓力為15MPa，得到聚丁烯復(fù)合材料。實(shí)施例6分別取116. 4g聚丁烯、0. 36g抗氧劑1010并將其混合，將混合后的原料加入開煉機(jī)進(jìn)行塑煉，塑煉2分鐘后得到塑煉產(chǎn)物。將3. 6g有機(jī)硅改性的納米SW2加入上步得到的塑煉產(chǎn)物中混合10分鐘，然后將共混物在平板硫化機(jī)上壓塑成型，壓塑溫度為170-180°C， 熱壓壓力為15MPa，得到聚丁烯復(fù)合材料。實(shí)施例7按99 1、97 3、95 5、93 7將聚丁烯和抗氧劑1010加入開煉機(jī)進(jìn)行塑煉， 塑煉2分鐘后得到塑煉產(chǎn)物。將1. 2g、3. 6g、6g、8. 4g的鈦酸酯偶聯(lián)劑處理的碳酸鈣加入上步得到的塑煉產(chǎn)物中混合10分鐘，然后將共混物在平板硫化機(jī)上壓塑成型，壓塑溫度為 170-180°C，熱壓壓力為15MPa，得到聚丁烯復(fù)合材料。實(shí)施例8性能評價樣品拉伸性能測試按GB/T1040-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為150X 10X4mm，拉伸速度為50mm/min ；彎曲性能測試按GB/T9341-2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為80X 10X4mm， 彎曲速度為2mm/min ；懸臂梁沖擊性能測試按GB/T1843-1996標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣尺寸為 70X 10X4mm ；表1_3為實(shí)施例1_7性能測試結(jié)果。表1實(shí)施例1-6性能比較
權(quán)利要求
1.一種聚丁烯復(fù)合材料，其特征在于按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，包括-7%的無機(jī)納米粒子和 0. 1% -1%的抗氧劑，其余為聚丁烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述無機(jī)納米粒子是平均粒徑為 50-100nm 的 SiO2 或平均粒徑為 30_70nm 的 CaC03。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述聚丁烯的熔融指數(shù)為 0. 2-1. 0g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合材料，其特征在于所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5.一種如權(quán)利要求1 4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的聚丁烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括將聚丁烯、抗氧劑混合后塑煉，得到塑煉產(chǎn)物，所述聚丁烯、抗氧劑混合比例按重量計為 93-99 0. 1-1 ；將所述塑煉產(chǎn)物與無機(jī)納米粒子混合均勻后壓塑成型，得到聚丁烯復(fù)合材料；所述壓塑成型的溫度為170-180°C，壓力為5-15Mpa。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述無機(jī)納米粒子為經(jīng)表面改性的 SiO2粒子，經(jīng)偶聯(lián)劑表面活化處理過的CaCO3粒子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚丁烯納米復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，包括1％-7％的無機(jī)納米粒子和0.1％-1％的抗氧劑，其余為聚丁烯。本發(fā)明利用無機(jī)納米粒子價廉易得，以及無機(jī)納米粒子對聚合物材料進(jìn)行改性具有高強(qiáng)、高韌性能，使之與聚丁烯熔融共混，以獲得綜合性能優(yōu)良的聚丁烯材料，從而擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明復(fù)合材料的Izod缺口沖擊強(qiáng)度是純聚丁烯的1倍多，且拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度均較純聚丁烯有所提高。
文檔編號C08K3/36GK102558692SQ201110455769
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者曲敏杰, 陳志娟 申請人:大連工業(yè)大學(xué)