本發(fā)明涉及聚丙烯改性
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是指一種力學(xué)性能增強的聚丙烯及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯（polypropylene，PP）是由丙烯單體聚合而成，屬于一種非極性的結(jié)晶塑料，吸水率約為0.03％-0.04％，熔點為165-170℃。PP是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性通用塑料，具有較小的密度約0.91g/cm3、較高的強度和耐高溫腐蝕等優(yōu)良性能，同時還具有良好的透明性和電絕緣性，由于其原料來源多和成本低，PP廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、日常用品和包裝等眾多領(lǐng)域中。然而，PP存在許多不足：主要為低溫脆性、尺寸穩(wěn)定性差、耐老化性能差，且成型收縮率大、易燃燒，同時由于其非極性特點，以至于不易與其他極性聚合物、無機填料進行有效的相容，從而限制了PP的應(yīng)用和發(fā)展。為了克服PP所述缺陷，提高其沖擊強度、耐熱性、耐老化和抗蠕變性，通常通過物理或化學(xué)方法對PP進行改性處理?，F(xiàn)有技術(shù)中，主要通過填充增強改性、共混改性和接枝改性組份。其中應(yīng)用較廣的為填充增強改性法，主要是通過加入其它聚合物、無機填料及相容劑，達到改善材料性能的目的。然而，所述改性PP存在耐沖擊性不穩(wěn)定問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種力學(xué)性能增強的聚丙烯及其制備方法，使得改性的PP塑料，力學(xué)性能優(yōu)異，并具有良好的抗老化性能。為達成上述目的，本發(fā)明的解決方案為：一種力學(xué)性能增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP70-80份，納米無機粒子5-10份，高分子化合物10-20份，引發(fā)劑0.1-0.5份，抗氧化劑0.3-0.8份，潤滑劑0.2-0.6份。進一步，納米無機粒子為納米碳酸鈣、納米硫酸鋇或者納米蒙脫土。進一步，高分子化合物為雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯。進一步，引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或者2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮。進一步，抗氧化劑為30-50wt%2，6-三級丁基-4-甲基苯酚和40-60wt%雙十二碳醇酯混合。進一步，潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蠟。一種力學(xué)性能增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：一，微孔PP的制備：將PP加入體積比為3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加熱到50-70℃攪拌混合，再蒸發(fā)去除溶劑，得微孔PP；丙酮和乙酸丁酯濃度均為分析純，＞98%以上；二，PP粉碎：將步驟一中得到的PP粉碎；三，核殼結(jié)構(gòu)無機粒子-有機物的制備：將重量份為5-10份的納米無機粒子和重量份為10-20份的高分子化合物加入乙酸丁酯中進行混合；步驟一和步驟二中乙酸丁酯和丙酮的重量份為20-40份；四，將步驟三中得到的核殼結(jié)構(gòu)的無機粒子-有機物和步驟二中的重量份為70-80份的PP，加入重量份為0.1-0.5份的引發(fā)劑，在350nm-450nm紫外燈照射下進行攪拌；五，將步驟四反應(yīng)得到的產(chǎn)物、重量份為0.3-0.8份的抗氧化劑和重量份為0.2-0.6份潤滑劑混合均勻，將混合料加入雙螺桿擠出機中，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒。進一步，步驟五中，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min。采用上述方案后，本發(fā)明通過化學(xué)處理得到表面含有大量微孔的PP；將光引發(fā)樹脂與無機粒子進行混合得到核殼結(jié)構(gòu)有機-無機結(jié)構(gòu)物；再將PP和光引發(fā)劑在紫外條件下攪拌即得到改性PP，核殼型有機-無機結(jié)構(gòu)的填充物進入微孔PP內(nèi)，再經(jīng)光引發(fā)固化后，固化后樹脂、無機粒子與在PP內(nèi)部均勻的填充，即得到一種力學(xué)性能增強的改性PP。因此，本發(fā)明經(jīng)刻蝕處理得到的微孔PP與核殼結(jié)構(gòu)的無機-有機化合物在紫外輻射條件下進行改性的高分子材料，該改性PP具有較優(yōu)異的力學(xué)性能，可有效解決承壓件經(jīng)常爆破問題。附圖說明圖1是本發(fā)明缺口沖擊強度測試對比圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做詳細描述。實施例一一種力學(xué)性能增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP70份，納米碳酸鈣5份，雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯10份，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.2份，50wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和50wt%雙十二碳醇酯混合物0.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.3份。所述力學(xué)性能增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：一，微孔PP的制備：將重量份為70份PP加入重量份為28份的體積比為3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加熱到60℃攪拌混合，再蒸發(fā)去除溶劑，得微孔PP；二，PP粉碎：將步驟一中得到的PP粉碎；三，核殼結(jié)構(gòu)無機粒子-有機物的制備：將重量份為5份的納米無機粒子和重量份為10份的雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯加入重量份為10份的乙酸丁酯中進行混合；四，交聯(lián)反應(yīng)：將步驟三中得到的重量份為10份的核殼結(jié)構(gòu)的無機粒子-有機物和步驟二中的PP，加入重量份為0.2份的2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，在380nm紫外燈照射下進行攪拌；五，將重量份為99.2份交聯(lián)反應(yīng)得到產(chǎn)物、重量份為0.5份的50wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和50wt%雙十二碳醇酯混合物和重量份為0.3份季戊四醇硬脂酸酯混合均勻，將混合料加入雙螺桿擠出機中，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min。雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度195℃，第四區(qū)溫度200℃，第五區(qū)溫度210℃，第六區(qū)溫度220℃，基礎(chǔ)機頭溫度205℃，螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。實施例二一種力學(xué)性能增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP75份，納米碳酸鈣6份，聚氨酯丙烯酸酯10份，2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮0.2份，50wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和50wt%雙十二碳醇酯混合物0.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.3份。所述力學(xué)性能增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：一，微孔PP的制備：將75份PP加入32份體積比為3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加熱到50℃攪拌混合，再蒸發(fā)去除溶劑，得微孔PP；二，PP粉碎：將步驟一中得到的PP粉碎；三，核殼結(jié)構(gòu)無機粒子-有機物的制備：將重量份為6份的納米碳酸鈣和重量份為10份的聚氨酯丙烯酸酯加入8份乙酸丁酯中進行混合；四，交聯(lián)反應(yīng)：將10份核殼結(jié)構(gòu)的無機粒子-有機物和粉碎的PP，加入重量份為0.2份的2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，在380nm紫外燈照射下進行攪拌；五，將99.2份交聯(lián)反應(yīng)得到產(chǎn)物、重量份為0.5份的50wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和50wt%雙十二碳醇酯混合物和重量份為0.3份季戊四醇硬脂酸酯混合均勻，將混合料加入雙螺桿擠出機中，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min。雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度195℃，第四區(qū)溫度200℃，第五區(qū)溫度210℃，第六區(qū)溫度220℃，基礎(chǔ)機頭溫度205℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。實施例三一種力學(xué)性能增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP70份，納米碳酸鈣8份，雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯15份，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.3份，40wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和60wt%雙十二碳醇酯混合物0.5份，聚乙烯蠟0.5份。所述力學(xué)性能增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：一，微孔PP的制備：將70份PP加入24份體積比為3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加熱到65℃攪拌混合，再蒸發(fā)去除溶劑，得微孔PP；二，PP粉碎：將步驟一中得到的PP粉碎；三，核殼結(jié)構(gòu)無機粒子-有機物的制備：將重量份為8份的納米碳酸鈣和重量份為15份的雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯加入10份乙酸丁酯中進行混合；四，交聯(lián)反應(yīng)：將10份核殼結(jié)構(gòu)的無機粒子-有機物和粉碎的PP，加入重量份為0.3份的2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，在350nm紫外燈照射下進行攪拌；五，將99份交聯(lián)反應(yīng)得到產(chǎn)物、重量份為0.5份的40wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和60wt%雙十二碳醇酯混合物和重量份為0.5份聚乙烯蠟混合均勻，將混合料加入雙螺桿擠出機中，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min。雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度195℃，第四區(qū)溫度200℃，第五區(qū)溫度210℃，第六區(qū)溫度220℃，基礎(chǔ)機頭溫度205℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。實施例四一種力學(xué)性能增強的聚丙烯，由以下組分按重量份組成：PP80份，納米碳酸鈣5份，雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯10份，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.4份，40wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和60wt%雙十二碳醇酯混合物0.4份，季戊四醇硬脂酸酯0.6份。所述力學(xué)性能增強的聚丙烯制備方法，包括以下步驟：一，微孔PP的制備：將80份PP加入24份體積比為3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加熱到70℃攪拌混合，再蒸發(fā)去除溶劑，得微孔PP；二，PP粉碎：將步驟一中得到的PP粉碎；三，核殼結(jié)構(gòu)無機粒子-有機物的制備：將重量份為5份的納米碳酸鈣和重量份為10份的雙酚A型環(huán)氧丙烯酸酯加入16份乙酸丁酯中進行混合；四，交聯(lián)反應(yīng)：將10份核殼結(jié)構(gòu)的無機粒子-有機物和粉碎的PP，加入重量份為0.4份的2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，在450nm紫外燈照射下進行攪拌；五，將99份交聯(lián)反應(yīng)得到產(chǎn)物、重量份為0.4份的40wt%2,6-三級丁基-4-甲基苯酚和60wt%雙十二碳醇酯混合物和重量份為0.6份季戊四醇硬脂酸酯混合均勻，將混合料加入雙螺桿擠出機中，擠出后經(jīng)降溫、牽條、切粒，雙螺桿擠出機的工作溫度為180-260℃，主機轉(zhuǎn)速為200-350r/min。雙螺桿擠出機的工作溫度為：螺桿第一區(qū)溫度180℃，第二區(qū)溫度190℃，第三區(qū)溫度195℃，第四區(qū)溫度200℃，第五區(qū)溫度210℃，第六區(qū)溫度220℃，基礎(chǔ)機頭溫度205℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300r/min，冷卻過程中冷卻水的溫度保持在450℃。實施例一至四所得的改性PP材料經(jīng)注塑機注塑成標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能樣條，性能測試依照GB/T標(biāo)準(zhǔn)，測試結(jié)果見下表：測試項目實施例一實施例二實施例三實施例四純PP拉伸強度（MPa）33.533.634.234.532.0拉伸模量（MPa）2457248624362467750伸長率（%）42.143.440.843.580.2彎曲強度（MPa）40.141.241.442.833.9彎曲模量（MPa）24312235234824251300缺口沖擊強度（KJ/M2）1641661611594.2所述實施例一至四所得的改性PP材料缺口沖擊強度的對比測試如圖1所示。當(dāng)前第1頁1 2 3