本發(fā)明涉及聚丙烯改性技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法和定型工藝。
背景技術(shù)：
目前，公眾都知道聚丙烯(PP)因其綜合性能優(yōu)良、來(lái)源廣泛、質(zhì)輕價(jià)廉，其廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。由于在日常生活中，對(duì)聚丙烯(PP)材料的需求的目的不一樣，故對(duì)其的性能提出更多的要求。
目前，聚丙烯(PP)存在一些不足之處，如，經(jīng)光、熱、氧作用后易發(fā)生老化降解而導(dǎo)致性能下降及變色，耐寒性差、低溫易脆斷等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)限制了PP的使用，所以必須要改善聚丙烯(PP)的抗沖擊性才能拓展PP的應(yīng)用領(lǐng)域。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的旨在提供一種聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法和定型工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種聚丙烯復(fù)合材料，包括重量比為60％～75％的聚丙烯、重量比為17％～28％的填充劑、重量比為2％～5％的發(fā)泡劑、重量比為1％～2％的彈性劑和重量比為0.1％～0.2％的抗氧劑；
其中，所述填充劑為滑石粉或氧化鋁粉一種或多種；所述發(fā)泡劑為碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸氫鈉中的一種或多種，所述彈性劑為三元乙丙膠、接枝三元乙丙膠或聚烯一種或多種，所述抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑以及金屬離子鈍化劑的混合物。
進(jìn)一步，所述聚丙烯的重量比為70％、填充劑的重量比為20％、發(fā)泡劑的重量比為4％、彈性劑的重量比為1.9％，抗氧劑的重量比為0.15％。
進(jìn)一步，所述填充劑為滑石粉，所述發(fā)泡劑為碳酸鎂，所述彈性劑為三元乙丙膠。
進(jìn)一步，還包括加入重量比為0.2％～1％的著色劑。
另外一方面，本發(fā)明還提供了一種聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
將聚丙烯、填充劑、發(fā)泡劑，彈性劑和抗氧劑按照重量比依次添加到混合容器中，攪拌、混合均勻，得到混合原料；
在400℃～500℃的溫度下進(jìn)行熔融混合，然后造粒、冷卻、干燥，得到聚丙烯復(fù)合材料。
進(jìn)一步，聚丙烯的重量比為70％、填充劑的重量比為20％、發(fā)泡劑的重量比為4％、彈性劑的重量比為1.9％和抗氧劑的重量比為0.15％。
進(jìn)一步，還包括重量比為0.2％～1％的著色劑。
另外一方面，本發(fā)明還提供了一種聚丙烯復(fù)合材料的定型工藝，所述定型工藝在熱定型溫度170℃～180℃保持2～6分鐘，隨后在收縮溫度100℃～130℃保持25～30分鐘，最后采用水冷卻進(jìn)行定型。
進(jìn)一步，所述熱定型采用電熱烘道、紅外線烘道或微波烘道。
進(jìn)一步，在對(duì)聚丙烯復(fù)合材料整體定型時(shí)，在所述材料之間設(shè)置有襯紙或者玻璃紙。
本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明公開的聚丙烯復(fù)合材料可以有效提高復(fù)合材料中添加了彈性劑，可有效增強(qiáng)復(fù)合材料的韌性及抗沖擊性，添加的發(fā)泡劑可以有效降低聚丙烯復(fù)合材料的密度。
同樣，本發(fā)明公開的聚丙烯復(fù)合材料的制備方法和定型工藝，都是可實(shí)現(xiàn)聚丙烯復(fù)合材料的有效定型，以方便其的應(yīng)用。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述技術(shù)方案和其他特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明如下。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
本發(fā)明公開的復(fù)合材料包括：重量比為60％～75％的聚丙烯、重量比為17％～28％的填充劑、重量比為2％～5％的發(fā)泡劑、重量比為1％～2％的彈性劑和重量比為0.1％～0.2％抗氧劑；其中，填充劑為滑石粉或氧化鋁粉；所述發(fā)泡劑為碳酸鎂，碳酸鈣，碳酸氫鈉中的一種；所述彈性劑為三元乙丙膠、接枝三元乙丙膠或聚烯；所述抗氧劑為亞磷酸酯類輔抗氧劑以及金屬離子鈍化劑的混合物。
實(shí)施例2：
在本實(shí)施例中，填充劑為滑石粉，發(fā)泡劑為碳酸鎂，彈性劑為三元乙丙膠，抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑以及金屬離子鈍化劑的混合物。
聚丙烯復(fù)合材料的具體的制備方法包括以下步驟：
(1)以丙烯為原料在氣相反應(yīng)釜內(nèi)制取聚丙烯，同時(shí)需要惰性氣體保護(hù)，控制聚合物的聚集態(tài)，以獲得特定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，也即聚丙烯在溫度230℃，壓力2.16Kg條件下，其熔體流動(dòng)速率為1.0～20.0g/10min，推薦的熔體流動(dòng)速率為3.0～7.0g/10min。
(2)在氣相反應(yīng)釜制備的聚丙烯基礎(chǔ)上,將制得的聚丙烯及其它原料按照重量比為70％的聚丙烯、重量比為20％的滑石粉、重量比為4％的碳酸鎂、重量比為1.9％的三元乙丙膠和重量比為0.15％的亞磷酸酯類抗氧劑以及金屬離子鈍化劑的混合物依次添加到混合容器中，以500～600轉(zhuǎn)/分鐘的速率混合均勻，備用。
(3)隨后將混合均勻的原料加到氣相反應(yīng)釜內(nèi)，另外，可以根據(jù)需要可加入重量比為0.2％～1％的著色劑，對(duì)氣相反應(yīng)釜的溫度進(jìn)行監(jiān)控，等加熱到400～500℃時(shí)熔融混合，在同向雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒。擠出造粒條件是：溫度在200～250℃，螺桿轉(zhuǎn)速為184rpm。
(4)采用水冷卻，然后將冷卻到常溫的復(fù)合材料進(jìn)行干燥，即得到本發(fā)明的聚丙烯復(fù)合材料，具體如下：所述復(fù)合材料包括：重量比為70％的聚丙烯、重量比為20％的滑石粉、重量比為4％的碳酸鎂、重量比為1.9％三元乙丙膠，重量比為0.15％亞磷酸酯類抗氧劑以及金屬離子鈍化劑的混合物。當(dāng)然，上述填充劑還可為滑石粉或氧化鋁粉的其中一種或多種，其重量比為17％～28％；上述發(fā)泡劑還可為碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸氫鈉中的一種或多種，其重量比為2％～5％；上述彈性劑還可為三元乙丙膠、接枝三元乙丙膠或聚烯一種或多種，其重量比為1％～2％；上述抗氧劑還可為亞磷酸酯類抗氧劑以及金屬離子鈍化劑的混合物，其重量比為0.1％～0.2％。
在上述實(shí)施方式中，本發(fā)明所提供的化合物可以通過市售原料和傳統(tǒng)化學(xué)轉(zhuǎn)化方式合成。另外本發(fā)明實(shí)驗(yàn)操作都是本領(lǐng)域技術(shù)人員比較熟悉的基本的化學(xué)反應(yīng)操作。
以下是對(duì)比實(shí)驗(yàn)：
對(duì)比例1：對(duì)比例1的制備方法類似實(shí)施例2，主要不同在于：未加入彈性劑。
對(duì)比例2：對(duì)比例2的制備方法類似實(shí)施例2，主要不同在于聚丙烯含量為70％。
對(duì)比例3：對(duì)比例3的制備方法類似實(shí)施例2，主要不同在于未加入發(fā)泡劑。
依照上述比例1～3與實(shí)施例1方案制備的聚丙烯復(fù)合材料的的性能對(duì)比如下表1。
實(shí)施例2方法制得的產(chǎn)品與常見的抗沖共聚聚丙烯商品性能對(duì)
比如下表1：
表1為按照實(shí)施例2和對(duì)比例1～3的實(shí)驗(yàn)方案制備的聚丙烯復(fù)合材料的性能對(duì)比表。
表1：
從上表1中可以明顯看出，相比對(duì)比例1、對(duì)比例2和對(duì)比例3來(lái)說(shuō)，本發(fā)明所制備的聚丙烯復(fù)合材料明顯具有很高的常低溫抗沖擊性能，有利于提高其強(qiáng)度，剛性；同時(shí)，又具有很高的耐熱溫度，負(fù)荷變形溫度明顯提高。經(jīng)驗(yàn)證，所述復(fù)合材料只要包含的各組分在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)，都會(huì)得到上述表1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在這里就不贅述了。
實(shí)施例3：
由實(shí)施例2制備的聚丙烯復(fù)合材料的定型工藝如下：
由于聚丙烯的熔點(diǎn)在164℃～174℃之間，熔點(diǎn)范圍窄，所以利用這一特性，本發(fā)明提出了一種高溫收縮、低溫使用，消除內(nèi)部應(yīng)力的定型工藝。
定型工藝如下：針對(duì)聚丙烯材料在升溫過程中的收縮梯度，將收縮溫度熱定型溫度170℃～180℃保持2～6分鐘，隨后在收縮溫度100℃～130℃，保持25～30分鐘，最后采用水冷卻進(jìn)行定型。
在進(jìn)入烘道口處可用輥筒同步輸入和輸出，烘道可采用紅外線或者微波電熱的方式。
對(duì)于小卷或者較窄的聚丙烯復(fù)合材料制備的薄膜，由于薄膜的寬度很小大約為5～10毫米，厚度為0.03～0.06毫米，將基材整齊卷繞成直徑為5～12厘米的盤狀，用紅外線加熱定型，溫度為165℃，時(shí)間為8分鐘，可得到收縮率為4％的薄膜，也可放入烘道內(nèi)熱定型，主要需要調(diào)節(jié)微波的功率大小，考慮薄膜之間的粘連問題，可涂抹一層脫模劑。
在對(duì)聚丙烯復(fù)合材料整體定型時(shí)，在材料之間可設(shè)置有襯紙或者玻璃紙。
上述實(shí)施例中采用自來(lái)水冷卻，因?yàn)榫郾?fù)合材料制備的薄膜的收縮率小了，如果用空氣自然冷卻，只能得到透明性差，抗沖擊低的脆性薄膜，因此必須采用兩面水冷或其他速冷方式，在熱處理末端設(shè)置一水槽，水溫大約在10℃～16℃，將熱處理過的薄膜在水槽中經(jīng)過，大約為20秒，水溫需控制在10℃～16℃。
上述定型工藝得到的薄膜，其收縮性能比半成品好很多，無(wú)毒性可用于食品包裝，藥品包裝，還可用于配電的電纜線，絕緣層等。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。