本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种生物基补强填料增强聚丙烯材料及制备方法。
背景技术：
：聚丙烯材料为通用塑料之一，广泛用于我们日常生产中，如家电、汽车等领域，但聚丙烯材料具有强度小，尺寸不稳定等缺点，限制了聚丙烯材料的更广泛的应用.目前聚丙烯材料的增强改性，大部分是通过玻璃纤维增强或其他矿物纤维增强，如中国专利第CN00119480.1号公开的一种以云母和玻纤毡增强的聚丙烯复合材料及该材料的制备方法，其通过云母和玻纤毡增强聚丙烯制做GMT材料；而中国专利第CN201210290291.3号公开的一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法，其是通过玻璃纤维和云母增强聚丙烯，获得高强度、低翘曲的特性材料；而中国专利申请第CN201310193356.7号公开的一种连续玄武岩纤维增强聚丙烯-尼龙材料及其制备方法，则是通过连续玄武岩增强聚丙烯；然而，通过上述方法所获得增强聚丙烯材料存在产品综合性能差，生产成本高等诸多缺陷。针对上述现有技术的缺陷，实有必要进行开发研究，以提供一种产品具有综合性能好，成本低廉的解决方案。技术实现要素：本发明一实施例提供一种生物基补强填料增强聚丙烯材料及制备方法，其成本优势明显，制备所得的产品综合性能好。为实现上述目的，本发明技术方案为：一种生物基补强填料增强聚丙烯材料，由聚炳烯、生物基补强填料、增韧相容剂、硅烷偶联剂、润滑剂、以及抗氧剂构成；其配方为：聚炳烯：60～90％、生物基补强填料：0～30％、增韧相容剂：0～15％、硅烷偶联剂：0～1％、润滑剂：0.5～2％、抗氧剂：0.2～0.6％。优选地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种以上。优选地，所述生物基补强填料为木质素纤维、碳纤维及其他助剂的共混物。优选地，所述增韧相容剂为柔性单体接枝马来酸酐共聚物；其中，柔性单体为三元乙丙橡胶单体、乙烯-辛烯单体，低密度乙烯单体、或乙酸-醋酸乙烯单体。优选地，所述硅烷偶联剂为KH-550、KH560或KH-570中的一种或两种以上。本发明另一技术方案为：一种生物基补强填料增强聚丙烯材料制备方法，包括如下步骤：步骤1、先将聚丙烯、增韧相容剂、硅烷偶联剂、15#白矿油混拌1～2min分钟，再加入生物基补强填料、抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺混拌1～3min，得到均匀共混物；其中，各成分配方为：聚炳烯：60～90％、生物基补强填料：0～30％、增韧相容剂：0～15％、硅烷偶联剂：0～1％、润滑剂：0.5～2％、抗氧剂：0.2～0.6％；步骤2、将步骤1所得的共混物投入到双螺杆挤出机中，经过熔融、塑化，剪切、造粒过程，得到生物基补强填料增强聚丙烯材料产品。优选地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种以上。优选地，所述增韧相容剂为柔性单体接枝马来酸酐共聚物；其中，柔性单体为三元乙丙橡胶单体、乙烯-辛烯单体，低密度乙烯单体、或乙酸-醋酸乙烯单体。与现有技术相比，本技术方案生物基补强填料增强聚丙烯材料制备方法，其成本优势明显，产品综合性能好。具体实施方式本发明生物基补强填料增强聚丙烯材料由聚炳烯、生物基补强填料、增韧相容剂、硅烷偶联剂、润滑剂、以及抗氧剂构成。其配方为：聚炳烯：60～90％、生物基补强填料：0～30％、增韧相容剂：0～15％、硅烷偶联剂：0～1％、润滑剂：0.5～2％、抗氧剂：0.2～0.6％。本发明实施例中配方如表1所示。表1.配方列表其中，聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种以上。优选均聚聚丙烯与嵌段共聚聚丙烯的共混物，其中均聚聚丙烯与嵌段共聚物的比例为1：1～5：1，优选比例为3：1。均聚聚丙烯冲击强度要求为2～5KJ/m2，熔融指数要求为≧25g/10min；嵌段共聚聚丙烯冲击强度要求为≧60KJ/m2，熔融指数要求为1.5～10g/10min。所述生物基补强填料为木质素纤维、碳纤维及其他助剂的共混物。木质素纤维为造纸黑液体中提取物。其中木质素纤维、碳纤维、其他助剂的比例为：木质素纤维：碳纤维：其他助剂＝(67～82)：(15～30)：3。其具有增强和填充效果，可降低材料的成本。所述增韧相容剂为柔性单体接枝马来酸酐共聚物；其中，柔性单体为三元乙丙橡胶单体、乙烯-辛烯单体，低密度乙烯单体、或乙酸-醋酸乙烯单体。进一步，优选三元乙丙橡胶接枝马来酸酐，接枝率为1～3.5％。其可增强树脂与生物基补强填料的相容性，提高配方体系的稳定性。所述硅烷偶联剂为KH-550、KH560或KH-570中的一种或两种以上。优选KH-550，具体技术指标为：有效含量≧97％。其可提高生物基补强填料的表面活性，增强与树脂之间的界面作用，增强相容性。所述润滑剂为聚丙烯蜡、15#白矿油与乙撑双硬脂酰胺中的一种或二种以上。优选15#白矿油与乙撑双硬脂酰胺两种复配，其中，15#白矿油与乙撑双硬脂酰胺的比例为1：3～5：3，进一步，优选比例为4：3。可起分散作用，提高材料的加工性。本发发明实施例生物基补强填料增强聚丙烯材料制备方法，步骤如下：步骤1、先将聚丙烯、增韧相容剂、硅烷偶联剂、15#白矿油混拌1～2min分钟，再加入生物基补强填料、抗氧剂、乙撑双硬脂酰胺混拌1～3min，得到均匀共混物；其中，各成分配方为：聚炳烯：60～90％、生物基补强填料：0～30％、增韧相容剂：0～15％、硅烷偶联剂：0～1％、润滑剂：0.5～2％、抗氧剂：0.2～0.6％。具体地，聚丙烯为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种以上。优选均聚聚丙烯与嵌段共聚聚丙烯的共混物，其中均聚聚丙烯与嵌段共聚物的比例为1：1～5：1，优选比例为3：1。均聚聚丙烯冲击强度要求为2～5KJ/m2，熔融指数要求为≧25g/10min；嵌段共聚聚丙烯冲击强度要求为≧60KJ/m2，熔融指数要求为1.5～10g/10min。所述增韧相容剂为柔性单体接枝马来酸酐共聚物；其中，柔性单体为三元乙丙橡胶单体、乙烯-辛烯单体，低密度乙烯单体、或乙酸-醋酸乙烯单体。进一步，优选三元乙丙橡胶接枝马来酸酐，接枝率为1～3.5％。其可增强树脂与生物基补强填料的相容性，提高配方体系的稳定性。所述硅烷偶联剂为KH-550、KH560或KH-570中的一种或两种以上。优选KH-550，具体技术指标为：有效含量≧97％。其可提高生物基补强填料的表面活性，增强与树脂之间的界面作用，增强相容性。所述生物基补强填料为木质素纤维、碳纤维及其他助剂的共混物。木质素纤维为造纸黑液体中提取物。其中质素纤维、碳纤维、其他助剂的比例为：木质素纤维：碳纤维：其他助剂＝(67～82)：(15～30)：3。其具有增强和填充效果，可降低材料的成本。步骤2、将步骤1所得的共混物投入到双螺杆挤出机中，经过熔融、塑化，剪切、造粒等过程，得到本发明实施例生物基补强填料增强聚丙烯材料产品。其中，挤出温度为160～200℃，真空度为-0.1～-0.04MPa，螺杆转速为350～500r/min。本发明实验数值参照如下表2表2.实验数值性能项目实验1实验2实验3实验4实验5比重(g/cm3)1.0390.9331.0421.0271.135拉伸强度(MPa)36.3228.5342.2738.5748.84弯曲强度(MPa)39.6530.9649.3642.3156.76弯曲模量(MPa)25671489356426894187冲击强度(KJ/m2)4.728.857.9112.316.73从实验数值可以看出，本发明添加生物基补强填料可以提高聚丙烯材料的强度，但为保证物理性能的综合性能好，应控制生物基补强填料的添加量，同时添加硅烷偶联剂与相容剂相互配合使用，使得整体效果更加明显。利用造纸黑液中提取出的木质素纤维，通过改性制备出的生物基补强填料做增强改性聚丙烯，所获得增强聚丙烯材料综合性能好，成本低廉的特性，同时对环境的是友好型技术，降低造纸黑液的排放量。本专利产品可广泛用于汽车外饰、家电、塑胶卡板等领域。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3