本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有良好的剛性和耐熱性的聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：高剛耐熱聚丙烯與一般聚丙烯相比具有耐熱溫度高、剛性高、拉伸強(qiáng)度高、成型周期短等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于高溫環(huán)境以及對制品有高強(qiáng)度高剛性要求的領(lǐng)域，如洗碗機(jī)、咖啡壺、電飯煲、電水壺等小家電制品。本領(lǐng)域一方面可以通過添加玻璃纖維的方法來提高聚丙烯材料剛性和耐熱性，但是存在玻纖改性聚丙烯加工性能差和表面質(zhì)量差的缺點(diǎn)。而滑石粉作為一種典型的片狀硅酸鎂鹽類礦物，有著許多其他粒子沒有的優(yōu)點(diǎn)：第一，滑石粉是一種層狀硅酸鹽類礦物，該類型礦物與聚丙烯在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同作用，可以改善制品性能甚至賦予制品新性能，如更高的剛性和耐熱性；第二，滑石粉材料層間的連接力(范德華力)很微弱，特別容易裂開成薄片，在提高材料耐熱性和抗沖擊性能方面有著相當(dāng)優(yōu)異的效果。但是滑石粉的添加量只有在比較大的基礎(chǔ)上才能帶來效果，如中國專利CN1631959中，在要求使用高等規(guī)度高結(jié)晶度聚丙烯的前提下，添加10-40％滑石粉才有效果，而在其實(shí)施例中實(shí)際添加量為20％-40％；而高添充滑石粉聚丙烯會(huì)給制品帶來流動(dòng)不好，充模型差等問題，從而影響生產(chǎn)周期和產(chǎn)品表面的規(guī)整程度。所以，如何能夠既保證聚丙烯材料在剛性、耐熱性等方面的效果，同時(shí)又增加其材料的流動(dòng)性，使其易于加工充模，是本領(lǐng)域需解決的一大問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供的一種高剛耐熱聚丙烯復(fù)合材料。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種高剛耐熱聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料的組分及重量份數(shù)比如下：其中，所述的聚丙烯為熔體流動(dòng)速率(測試條件：230℃，2.16Kg)在0.5-20g/min的均聚聚丙烯；所述的成核劑為磷酸酯α晶成核劑，優(yōu)選NA-40成核劑，上海晟磐新材料科技有限公司生產(chǎn)；所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑，主抗氧劑為受阻酚抗氧劑，優(yōu)選Irgnox1076、Irgnox1010和Irgnox3114當(dāng)中的一種或者幾種；輔助抗氧劑為亞磷酸酯，優(yōu)選Irgafos168、HP-10；所述的潤滑劑為液體石蠟、聚乙烯蠟、硬脂酸及其酯。本發(fā)明還提供一種高剛耐熱聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。一種高剛耐熱聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：(1)按照所述的重量份數(shù)比稱取各組分原料；(2)將聚丙烯、成核劑、滑石粉、抗氧劑和潤滑劑在高速混合器中高速混合5-10分鐘；(3)將步驟(2)混合的原料置于雙螺桿擠出機(jī)當(dāng)中，在200-250℃下進(jìn)行熔融擠出、造粒，得到所述的高剛耐熱聚丙烯復(fù)合材料。有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：在聚丙烯中添加α成核劑，不僅可以細(xì)化聚丙烯球晶，使聚丙烯球晶形成均一的結(jié)構(gòu)，顯著地提高聚丙烯的機(jī)械性能和耐熱性能，并且可以加快聚丙烯結(jié)晶，縮短聚丙烯的成型周期。本發(fā)明選用特定的成核劑，通過成核劑的少量添加，大大降低了增剛聚丙烯體系當(dāng)中滑石粉的用量，在保證聚丙烯具有足夠的剛性、韌性和耐熱性的同時(shí)，使其具有較好的加工流動(dòng)性。即，本發(fā)明是在α晶成核劑和滑石粉協(xié)同作用提高聚丙烯剛性和耐熱性；同時(shí)，本發(fā)明所涉及到的聚丙烯復(fù)合材料的制備方法簡單，生產(chǎn)成本低。具體實(shí)施方式：下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：實(shí)施例1：所用原料如下：均聚聚丙烯100份，熔體流動(dòng)速率為0.5-20g/min(測試條件：230℃，2.16Kg)；滑石粉9份；NA-40成核劑0.2份，上海晟磐新材料科技有限公司；Irganox1010抗氧劑0.06份，BASF公司；Irgafos168輔助抗氧劑0.06份，BASF公司；硬脂酸鈣0.05份。首先將樹脂和各種添加劑在高速混合機(jī)中混合物5-10min，再在雙螺桿擠出機(jī)中在220℃下進(jìn)行熔融擠出、造粒。將按照上述方法完成造粒的聚丙烯粒子在100℃的真空干燥箱當(dāng)中干燥2小時(shí)，然后將干燥好的粒子在注塑機(jī)上進(jìn)行注塑成型制樣。實(shí)施例2：將實(shí)施例1中的滑石粉用量改為8份，成核劑用量改為0.08份。其余原料用量同實(shí)施例1。實(shí)施例3：將實(shí)施例1中的滑石粉用量為9份，成核劑用量改為0.12份。其余原料用量同實(shí)施例1。實(shí)施例4：將實(shí)施例1中的滑石粉用量改為8份，成核劑用量改為0.15份。其余原料用量同實(shí)施例1。對比例1：將實(shí)施例1中成核劑用量為0.2份，滑石粉用量為0份。其余原料用量同實(shí)施例1。對比例2：將實(shí)施例1中滑石粉用量為40份，成核劑用量為0份。其余原料用量同實(shí)施例1。對比例3：將實(shí)施例1中的滑石粉用量改為10份，成核劑改為山梨醇類成核劑，用量改為0.2份。其余原料用量同實(shí)施例1。將上述實(shí)施例和對比例中的樣品按照以下進(jìn)行測試：拉伸性能按照ASTMD638-00進(jìn)行，試樣尺寸為165×12.7×3.2，拉伸速度為50mm/min；彎曲性能按照ASTMD790-10進(jìn)行，試樣尺寸為127×12.7×3.2，彎曲速度為1.3mm/min，跨距為51.2；沖擊性能按照ASTMD256進(jìn)行，試樣尺寸64×12.7×3.2；熱變形溫度按照ASTMD648進(jìn)行，試樣尺寸127×13×3.2，負(fù)荷0.455MPa，升溫速率2℃/min。實(shí)施例及各項(xiàng)性能指標(biāo)結(jié)果見表1。表1實(shí)施例1-4及對比例1、2測試結(jié)果實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對比例1對比例2對比例3熔融指數(shù)(g/10min)3.73.53.43.643.23.3拉伸強(qiáng)度(MPa)39.432.158.943.938.537.235.8彎曲強(qiáng)度(MPa)54.343.273.259.152.655.953.5彎曲模量(MPa)2516205638562893188234811908沖擊強(qiáng)度(J/m)53.642.159.153.238.348.243.8熱變形溫度(℃)120118138129112128115由上述表格數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明通過加入少量NA-40成核劑，使滑石粉的添加量少于10重量份的情況下，依舊保持了材料的強(qiáng)度和模量，大大提高了材料的熱變形溫度，同時(shí)，材料的熔融指數(shù)未有明顯變化，容易加工。因此，成核劑和少量滑石粉起到了有效協(xié)同作用。當(dāng)前第1頁1 2 3