本发明涉及聚丙烯改性
技术领域：
，尤其是指一种力学性能增强的聚丙烯及其制备方法。
背景技术：
：聚丙烯（polypropylene，PP）是由丙烯单体聚合而成，属于一种非极性的结晶塑料，吸水率约为0.03％-0.04％，熔点为165-170℃。PP是一种综合性能优异的热塑性通用塑料，具有较小的密度约0.91g/cm3、较高的强度和耐高温腐蚀等优良性能，同时还具有良好的透明性和电绝缘性，由于其原料来源多和成本低，PP广泛应用于工业、农业、医疗、日常用品和包装等众多领域中。然而，PP存在许多不足：主要为低温脆性、尺寸稳定性差、耐老化性能差，且成型收缩率大、易燃烧，同时由于其非极性特点，以至于不易与其他极性聚合物、无机填料进行有效的相容，从而限制了PP的应用和发展。为了克服PP所述缺陷，提高其冲击强度、耐热性、耐老化和抗蠕变性，通常通过物理或化学方法对PP进行改性处理。现有技术中，主要通过填充增强改性、共混改性和接枝改性组份。其中应用较广的为填充增强改性法，主要是通过加入其它聚合物、无机填料及相容剂，达到改善材料性能的目的。然而，所述改性PP存在耐冲击性不稳定问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种力学性能增强的聚丙烯及其制备方法，使得改性的PP塑料，力学性能优异，并具有良好的抗老化性能。为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种力学性能增强的聚丙烯，由以下组分按重量份组成：PP70-80份，纳米无机粒子5-10份，高分子化合物10-20份，引发剂0.1-0.5份，抗氧化剂0.3-0.8份，润滑剂0.2-0.6份。进一步，纳米无机粒子为纳米碳酸钙、纳米硫酸钡或者纳米蒙脱土。进一步，高分子化合物为双酚A型环氧丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯。进一步，引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或者2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮。进一步，抗氧化剂为30-50wt%2，6-三级丁基-4-甲基苯酚和40-60wt%双十二碳醇酯混合。进一步，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡。一种力学性能增强的聚丙烯制备方法，包括以下步骤：一，微孔PP的制备：将PP加入体积比为3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加热到50-70℃搅拌混合，再蒸发去除溶剂，得微孔PP；丙酮和乙酸丁酯浓度均为分析纯，＞98%以上；二，PP粉碎：将步骤一中得到的PP粉碎；三，核壳结构无机粒子-有机物的制备：将重量份为5-10份的纳米无机粒子和重量份为10-20份的高分子化合物加入乙酸丁酯中进行混合；步骤一和步骤二中乙酸丁酯和丙酮的重量份为20-40份；四，将步骤三中得到的核壳结构的无机粒子-有机物和步骤二中的重量份为70-80份的PP，加入重量份为0.1-0.5份的引发剂，在350nm-450nm紫外灯照射下进行搅拌；五，将步骤四反应得到的产物、重量份为0.3-0.8份的抗氧化剂和重量份为0.2-0.6份润滑剂混合均匀，将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出后经降温、牵条、切粒。进一步，步骤五中，双螺杆挤出机的工作温度为180-260℃，主机转速为200-350r/min。采用上述方案后，本发明通过化学处理得到表面含有大量微孔的PP；将光引发树脂与无机粒子进行混合得到核壳结构有机-无机结构物；再将PP和光引发剂在紫外条件下搅拌即得到改性PP，核壳型有机-无机结构的填充物进入微孔PP内，再经光引发固化后，固化后树脂、无机粒子与在PP内部均匀的填充，即得到一种力学性能增强的改性PP。因此，本发明经刻蚀处理得到的微孔PP与核壳结构的无机-有机化合物在紫外辐射条件下进行改性的高分子材料，该改性PP具有较优异的力学性能，可有效解决承压件经常爆破问题。附图说明图1是本发明缺口冲击强度测试对比图。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。实施例一一种力学性能增强的聚丙烯，由以下组分按重量份组成：PP70份，纳米碳酸钙5份，双酚A型环氧丙烯酸酯10份，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.2份，50wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和50wt%双十二碳醇酯混合物0.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.3份。所述力学性能增强的聚丙烯制备方法，包括以下步骤：一，微孔PP的制备：将重量份为70份PP加入重量份为28份的体积比为3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加热到60℃搅拌混合，再蒸发去除溶剂，得微孔PP；二，PP粉碎：将步骤一中得到的PP粉碎；三，核壳结构无机粒子-有机物的制备：将重量份为5份的纳米无机粒子和重量份为10份的双酚A型环氧丙烯酸酯加入重量份为10份的乙酸丁酯中进行混合；四，交联反应：将步骤三中得到的重量份为10份的核壳结构的无机粒子-有机物和步骤二中的PP，加入重量份为0.2份的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，在380nm紫外灯照射下进行搅拌；五，将重量份为99.2份交联反应得到产物、重量份为0.5份的50wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和50wt%双十二碳醇酯混合物和重量份为0.3份季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出后经降温、牵条、切粒，双螺杆挤出机的工作温度为180-260℃，主机转速为200-350r/min。双螺杆挤出机的工作温度为：螺杆第一区温度180℃，第二区温度190℃，第三区温度195℃，第四区温度200℃，第五区温度210℃，第六区温度220℃，基础机头温度205℃，螺杆转速为350r/min，冷却过程中冷却水的温度保持在450℃。实施例二一种力学性能增强的聚丙烯，由以下组分按重量份组成：PP75份，纳米碳酸钙6份，聚氨酯丙烯酸酯10份，2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮0.2份，50wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和50wt%双十二碳醇酯混合物0.5份，季戊四醇硬脂酸酯0.3份。所述力学性能增强的聚丙烯制备方法，包括以下步骤：一，微孔PP的制备：将75份PP加入32份体积比为3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加热到50℃搅拌混合，再蒸发去除溶剂，得微孔PP；二，PP粉碎：将步骤一中得到的PP粉碎；三，核壳结构无机粒子-有机物的制备：将重量份为6份的纳米碳酸钙和重量份为10份的聚氨酯丙烯酸酯加入8份乙酸丁酯中进行混合；四，交联反应：将10份核壳结构的无机粒子-有机物和粉碎的PP，加入重量份为0.2份的2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，在380nm紫外灯照射下进行搅拌；五，将99.2份交联反应得到产物、重量份为0.5份的50wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和50wt%双十二碳醇酯混合物和重量份为0.3份季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出后经降温、牵条、切粒，双螺杆挤出机的工作温度为180-260℃，主机转速为200-350r/min。双螺杆挤出机的工作温度为：螺杆第一区温度180℃，第二区温度190℃，第三区温度195℃，第四区温度200℃，第五区温度210℃，第六区温度220℃，基础机头温度205℃，螺杆转速为300r/min，冷却过程中冷却水的温度保持在450℃。实施例三一种力学性能增强的聚丙烯，由以下组分按重量份组成：PP70份，纳米碳酸钙8份，双酚A型环氧丙烯酸酯15份，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.3份，40wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和60wt%双十二碳醇酯混合物0.5份，聚乙烯蜡0.5份。所述力学性能增强的聚丙烯制备方法，包括以下步骤：一，微孔PP的制备：将70份PP加入24份体积比为3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加热到65℃搅拌混合，再蒸发去除溶剂，得微孔PP；二，PP粉碎：将步骤一中得到的PP粉碎；三，核壳结构无机粒子-有机物的制备：将重量份为8份的纳米碳酸钙和重量份为15份的双酚A型环氧丙烯酸酯加入10份乙酸丁酯中进行混合；四，交联反应：将10份核壳结构的无机粒子-有机物和粉碎的PP，加入重量份为0.3份的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，在350nm紫外灯照射下进行搅拌；五，将99份交联反应得到产物、重量份为0.5份的40wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和60wt%双十二碳醇酯混合物和重量份为0.5份聚乙烯蜡混合均匀，将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出后经降温、牵条、切粒，双螺杆挤出机的工作温度为180-260℃，主机转速为200-350r/min。双螺杆挤出机的工作温度为：螺杆第一区温度180℃，第二区温度190℃，第三区温度195℃，第四区温度200℃，第五区温度210℃，第六区温度220℃，基础机头温度205℃，螺杆转速为300r/min，冷却过程中冷却水的温度保持在450℃。实施例四一种力学性能增强的聚丙烯，由以下组分按重量份组成：PP80份，纳米碳酸钙5份，双酚A型环氧丙烯酸酯10份，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.4份，40wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和60wt%双十二碳醇酯混合物0.4份，季戊四醇硬脂酸酯0.6份。所述力学性能增强的聚丙烯制备方法，包括以下步骤：一，微孔PP的制备：将80份PP加入24份体积比为3:1的丙酮和乙酸丁酯的混合溶液中，然后加热到70℃搅拌混合，再蒸发去除溶剂，得微孔PP；二，PP粉碎：将步骤一中得到的PP粉碎；三，核壳结构无机粒子-有机物的制备：将重量份为5份的纳米碳酸钙和重量份为10份的双酚A型环氧丙烯酸酯加入16份乙酸丁酯中进行混合；四，交联反应：将10份核壳结构的无机粒子-有机物和粉碎的PP，加入重量份为0.4份的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，在450nm紫外灯照射下进行搅拌；五，将99份交联反应得到产物、重量份为0.4份的40wt%2,6-三级丁基-4-甲基苯酚和60wt%双十二碳醇酯混合物和重量份为0.6份季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出后经降温、牵条、切粒，双螺杆挤出机的工作温度为180-260℃，主机转速为200-350r/min。双螺杆挤出机的工作温度为：螺杆第一区温度180℃，第二区温度190℃，第三区温度195℃，第四区温度200℃，第五区温度210℃，第六区温度220℃，基础机头温度205℃，螺杆转速为300r/min，冷却过程中冷却水的温度保持在450℃。实施例一至四所得的改性PP材料经注塑机注塑成标准力学性能样条，性能测试依照GB/T标准，测试结果见下表：测试项目实施例一实施例二实施例三实施例四纯PP拉伸强度（MPa）33.533.634.234.532.0拉伸模量（MPa）2457248624362467750伸长率（%）42.143.440.843.580.2弯曲强度（MPa）40.141.241.442.833.9弯曲模量（MPa）24312235234824251300缺口冲击强度（KJ/M2）1641661611594.2所述实施例一至四所得的改性PP材料缺口冲击强度的对比测试如图1所示。当前第1页1 2 3