專利名稱：一種針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
硅灰石的主要成分是硅酸鈣，白色結(jié)晶，是具有β晶型，成針狀、棒狀及粒狀等各種形態(tài)粒子的混合物。而針狀硅灰石具有較大的長徑比，作為增強(qiáng)劑，可用于替代部分玻璃纖維與含鹵有機(jī)阻燃劑配合使用，具有協(xié)同作用，可以提高制品的阻燃效果。聚丙烯因其密度小、價格低、加工成型性好及綜合性能優(yōu)良等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)、外飾件和電子器外殼等，是目前使用最多的熱塑性塑料之一。但由于聚丙烯的耐熱性能與剛性較低，需要通過添加滑石粉、玻璃纖維等來通過改性提高其耐熱性和機(jī)械性能。中國專利CN102532692A公開了一種硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，采用長徑比為
31-20 1的硅灰石對聚丙烯進(jìn)行填充改性，明顯改善了聚丙烯材料的抗飛石沖擊性能，不足之處在于未添加表面改性劑對硅灰石進(jìn)行表面改性，改善硅灰石和聚丙烯之間的相容性，導(dǎo)致硅灰石/聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能不高。中國專利CN102020805B公開了一種聚丙烯樹脂組合物及其制備方法，此發(fā)明對偶聯(lián)劑進(jìn)行稀釋，然后對硅灰石進(jìn)行表面改性，較好地改善了聚丙烯和硅灰石的相容性。不足之處在于1、鈦酸酯偶 聯(lián)劑對硅灰石的改性效果不佳；2、熔融共混前，對偶聯(lián)劑進(jìn)行稀釋，增加了工業(yè)化成本；3、將硅灰石在高混機(jī)高混，導(dǎo)致其長徑比大幅降低，破壞嚴(yán)重，此法所得硅灰石/聚丙烯復(fù)合材料性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其不僅具有優(yōu)良的力學(xué)性能，而且耐摩擦性能優(yōu)良。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，由以下原料按重量份制備而成
聚丙烯100份；
針狀硅灰石10-100份；
表面改性劑0.1-10份；
增韌劑0-20份；
助劑0-15份；
所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
所述的針狀硅灰石長徑比為10 :1-20 :1。所述的表面改性劑選自庚二酸、己二酸中至少一種。所述的增韌劑為低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚彈性體。所述的助劑選自抗氧劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑中的至少一種。優(yōu)選的是，所述的抗氧劑由主抗氧劑和副抗氧劑按質(zhì)量比1:2-1 1組成，所述主抗氧劑為N，N’-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧劑1098)或四(β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑1010)，副抗氧劑為三(2. 4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)。所述的光穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯(簡稱光穩(wěn)劑770)或聚-{[6- [ (I, 1，3，3-四甲基丁基)-亞氨基]-1, 3，5-三嗪-2，4- 二基][2- (2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]-亞己基-[4- (2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞氨基]}(簡稱光穩(wěn)劑944)。所述的潤滑劑為液體石蠟、乙撐雙硬脂酰胺或硬脂酸丁酯。一種制備上述針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料的方法，按重量份稱取100份聚丙烯、O. 1-10份表面改性劑、增韌劑0-20份與0-15份助劑，于高混機(jī)混合l_3min，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)，再在擠出機(jī)的側(cè)向喂料口加入10-100份針狀硅灰石，熔融擠出造粒，經(jīng)水冷、切粒，即獲得針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料；其中擠出機(jī)溫度為170-220°C，轉(zhuǎn)速為150-300轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1、選用庚二酸、己二酸中的一種或兩種作為表面改性劑，可以有效地改善娃灰石的表面極性，提高硅灰石與聚丙烯的相容性，從而提高硅灰石/聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐摩擦性能。2、本發(fā)明中采用的表面改性劑與現(xiàn)有的硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑相比，其成本更低，更易貯存，提高了復(fù)合材料的市場競爭力。3、作為增強(qiáng)材料，長徑比是一個非常重要的因素，直接影響其對聚丙烯的增強(qiáng)效果。本發(fā)明選用長徑比10 :1-20 1的硅灰石來對聚丙烯進(jìn)行改性，通過側(cè)喂料的方式加入擠出機(jī)，可以減少螺桿對針狀硅灰石的破壞。4、由于擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)計的不合理，易導(dǎo)致硅灰石/聚丙烯復(fù)合材料的性能不佳，本發(fā)明通過多次實驗驗證擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為150-300轉(zhuǎn)/分時，硅灰石/聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳，且同時具有優(yōu)異的耐摩擦性能。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例中所用的一些原材料具體型號與生產(chǎn)廠家見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于由以下原料按重量份制備而成 聚丙烯100份； 針狀硅灰石10-100份； 表面改性劑0.1-10份； 增韌劑0-20份； 助劑0-15份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的針狀硅灰石長徑比為10 :1-20 :1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的表面改性劑選自庚二酸、己二酸中至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的增韌劑為低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚彈性體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的助劑選自抗氧劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑由主抗氧劑和副抗氧劑按質(zhì)量比1:2_1 :1組成，所述主抗氧劑為N, N’-雙-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺或四(β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯，副抗氧劑為三(2. 4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯或聚_{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)_亞氨基]-1，3，5-三嗪-2，4- 二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)_氨基]-亞己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞氨基]}。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的潤滑劑為液體石蠟、乙撐雙硬脂酰胺或硬脂酸丁酯。
10.一種制備如權(quán)利要求1所述針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料的方法，其特征在于按重量份稱取100份聚丙烯、O. 1-10份表面改性劑、增韌劑0-20份與0-15份助劑，于高混機(jī)混合l_3min，然后加入到雙螺桿擠出機(jī)，再在擠出機(jī)的側(cè)向喂料口加入10-100份針狀硅灰石，熔融擠出造粒后，經(jīng)水冷、切粒，即獲得針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料；其中擠出機(jī)溫度為170-220°C，轉(zhuǎn)速為150-300轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種針狀硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，采用庚二酸或己二酸或庚二酸與己二酸的混合物為表面改性劑，以側(cè)喂料的方式加入長徑比101-201的針狀硅灰石，并且控制擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速在150-300rpm范圍內(nèi)，可以獲得力學(xué)性能優(yōu)良，耐摩擦性能好的硅灰石改性聚丙烯復(fù)合材料，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有很大優(yōu)勢。
文檔編號B29C47/92GK103059415SQ20131001540
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者楊桂生, 程偉 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司