本發(fā)明涉及聚丙烯
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種硅堿鈣微晶玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：R2O-CaO-SiO2-F系統(tǒng)(RCSF)玻璃通過受控晶化可獲得以硅堿鈣石為主晶相的高強(qiáng)韌微晶玻璃。由于該微晶玻璃含有大量各向異性晶體及相互交錯(cuò)的特殊微觀結(jié)構(gòu)，其斷裂韌性可達(dá)4.8-5.2MPa·m1/2，故其本身具有很高的韌性。同時(shí)硅堿鈣微晶玻璃呈板條狀交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，即微觀組織為放射狀硅堿鈣石集束，集束由片狀硅堿鈣石聚集而成，而片層間為殘余玻璃相。該微晶玻璃的熔制溫度低，易制得，作為一種新型材料頗受歡迎，由于它具有高強(qiáng)、高韌及耐磨等性能，在生物醫(yī)用領(lǐng)域已有一些應(yīng)用；另由于具有較強(qiáng)的耐高溫性能，主要應(yīng)用于化工、冶金、軍工等高溫高壓領(lǐng)域中。但將其應(yīng)用在塑料改性領(lǐng)域卻沒有報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種硅堿鈣微晶玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。一種硅堿鈣微晶玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料，由下述組分按重量份數(shù)制備而成：聚丙烯90-70份，硅堿鈣微晶玻璃材料10-30份，熱穩(wěn)定劑0.1-0.3份，潤滑劑0.1-0.3份，偶聯(lián)劑0.1-0.5份所述聚丙烯、硅堿鈣微晶玻璃材料二者重量之和為100份。進(jìn)一步方案，所述聚丙烯為在壓力2.16kg、溫度230℃的條件下的熔體流動(dòng)速率為0.1-100g/min。所述熱穩(wěn)定劑為酚類熱穩(wěn)定劑、胺類熱穩(wěn)定劑、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑中的一種或多種。所述潤滑劑為金屬皂類潤滑劑、硬脂酸復(fù)合酯類潤滑劑和酰胺類潤滑劑中的一種或多種。所述偶聯(lián)劑微硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述硅堿鈣微晶玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，按配比，將聚丙烯、硅堿鈣微晶玻璃、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑和偶聯(lián)劑加入螺桿擠出機(jī)中，進(jìn)行熔融共混、擠出造粒制得硅堿鈣微晶玻璃增強(qiáng)聚丙烯材料；所述螺桿擠出機(jī)的長徑比為35-56:1，加工溫度為170-250℃。本發(fā)明的與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明用硅堿鈣微晶玻璃作為填料來改性聚丙烯，由于硅堿鈣微晶玻璃含有大量各向異性晶體及相互交錯(cuò)的特殊微觀結(jié)構(gòu)，具有很高的強(qiáng)度和韌性，并在材料中起到橋聯(lián)作用，使得裂紋無法繞過纖維或板橋而發(fā)生快速斷裂，進(jìn)而起到承載補(bǔ)強(qiáng)作用，從而使材料具有更高的機(jī)械強(qiáng)度。2、本發(fā)明中硅堿鈣微晶玻璃與普通增強(qiáng)填料不同的是，由于硅堿鈣微晶玻璃本身的特殊結(jié)構(gòu)，在增強(qiáng)的同時(shí)還具有一定增韌效果。3、硅堿鈣微晶玻璃制備簡單，作為一種新穎材料具有廣泛的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式下面實(shí)施例中熱穩(wěn)定劑選用酚類熱穩(wěn)定劑四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（1010）、亞磷酸酯類熱穩(wěn)定劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（168）；潤滑劑選用硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸乙二醇酯、乙撐雙硬脂酰胺（EBS）、芥酸酰胺。偶聯(lián)劑硅烷偶聯(lián)劑選為3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）；所述鈦酸酯偶聯(lián)劑選為異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯（NDZ-102）。實(shí)施例1將80公斤聚丙烯、20公斤硅堿鈣微晶玻璃，0.2公斤酚類熱穩(wěn)定劑1010、0.2公斤潤滑劑EBS、0.3公斤偶聯(lián)劑KH550在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，所有原料共混擠出造粒后，即得增強(qiáng)聚丙烯材料。制備時(shí)的加工溫度為200℃。實(shí)施例2將90公斤聚丙烯、10公斤硅堿鈣微晶玻璃，0.1公斤潤滑劑硬脂酸鋅、0.1公斤潤滑劑硬脂酸鈣、0.25公斤酚類熱穩(wěn)定劑1010和0.1公斤鈦酸酯偶聯(lián)劑（NDZ-102）在長徑比為56:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，所有原料共混擠出造粒后，即得增強(qiáng)聚丙烯材料。制備時(shí)的加工溫度為220℃。實(shí)施例3將70公斤聚丙烯、30公斤硅堿鈣微晶玻璃，0.1公斤酚類熱穩(wěn)定劑1010和0.2公斤熱穩(wěn)定劑168、0.1公斤潤滑劑硬脂酸鈣、0.2公斤潤滑劑硬脂酸鋅、0.5公斤硅烷偶聯(lián)劑KH-550，在長徑比為35:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，所有原料共混擠出造粒后，即得增強(qiáng)聚丙烯材料。制備時(shí)的加工溫度為170℃。實(shí)施例4將86公斤聚丙烯、14公斤硅堿鈣微晶玻璃，0.2公斤酚類熱穩(wěn)定劑168、0.15公斤潤滑劑硬脂酸乙二醇酯、0.1公斤硅烷偶聯(lián)劑KH-550和0.2公斤鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-102，在長徑比為40:1550和的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，所有原料共混擠出造粒后，即得本實(shí)施例的聚丙烯復(fù)合物。制備時(shí)的加工溫度為250℃。實(shí)施例5將72公斤聚丙烯、18公斤硅堿鈣微晶玻璃，0.1公斤酚類熱穩(wěn)定劑1010、0.1公斤潤滑劑芥酸酰胺、0.4公斤硅烷偶聯(lián)劑KH-550在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，所有原料共混擠出造粒后，即得增強(qiáng)聚丙烯材料。制備時(shí)的加工溫度為190℃。對(duì)比例1將80公斤聚丙烯、20碳酸鈣，0.2公斤酚類熱穩(wěn)定劑1010、0.2公斤潤滑劑芥酸酰胺和0.1公斤鈦酸酯偶聯(lián)劑（NDZ-102）在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，所有原料共混擠出造粒后，即得本實(shí)施例的聚丙烯復(fù)合物。制備時(shí)的加工溫度為190℃。對(duì)比例2將80公斤聚丙烯、20滑石粉，0.2公斤酚類熱穩(wěn)定劑1010、0.2公斤潤滑劑芥酸酰胺在長徑比為40:1的雙螺桿擠出機(jī)中熔融混合分散，所有原料共混擠出造粒后，即得本實(shí)施例的聚丙烯復(fù)合物。制備時(shí)的加工溫度為200℃。將上述實(shí)施例1-5和對(duì)比例1、對(duì)比例2所制備的聚丙烯材料制得標(biāo)準(zhǔn)樣條，并按照本領(lǐng)域的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)ISO測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分別檢測(cè)其相關(guān)性能，測(cè)試結(jié)果如下表1所示：表1：改性聚丙烯力學(xué)性能比較測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5對(duì)比例1對(duì)比例2拉伸強(qiáng)度20212022241716彎曲強(qiáng)度35353837352830彎曲模量1980186520301879201511851332懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度15172220181815熱變形溫度1121241181091129897從上表1可看出，本發(fā)明實(shí)施例1-5制備的聚丙烯材料的拉伸性能和彎曲性能均比對(duì)比例強(qiáng)。所以本發(fā)明利用硅堿鈣微晶玻璃改性制備的聚丙烯材料較對(duì)比例1-2中所采用的傳統(tǒng)填料改性的聚丙烯材料具有更好剛性和韌性，并可同時(shí)達(dá)到增韌補(bǔ)強(qiáng)效果。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3