一种pp复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种PP复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙稀英文名称为Polypropylene，简称PP，其是由丙稀聚合而制得的一种热塑 性树脂，分子量在8-15万之间，从而赋予它良好的抗热和抗溶剂性。
[0003] 硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状，其吸油性低、电 导率低、绝缘性较好，主要用作高聚物基复合材料的增强填料。
[0004] 由于PP和硅灰石的相容性较差，将两者直接复合在一起得到的复合材料物理性 能较差，严重地限制了PP复合材料的应用，因此，如何提高PP和硅灰石之间的相容性，得到 物理性能优的PP复合材料成为本领域亟需解决的技术难题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题为提供一种物理性能优的PP复合材料。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种PP复合材料，按重量份计包括如下 组分： EP 70 份-80 份； PS-硅灰石材料 20份-3 0份；
[0007] 抗氧剂 0.3份-0,7份； 润滑剂 (U份-0.3份;
[0008] 其中所述PS-硅灰石材料具有以硅灰石为核，以PS为壳的核壳结构。
[0009] 聚苯乙稀英文名称为Polystyrene，简称PS，其是指由苯乙稀单体经自由基加聚 反应合成的聚合物。
[0010] 本发明的PP复合材料采用核壳结构的PS-硅灰石材料，以非极性的PS为壳使得 在接触界面与PP有很好的相容性，而作为核的硅灰石贡献二维平面增强作用，这样很好地 解决了材料之间的相容性问题，PP复合材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度倶优。
[0011] 优选地，所述PS-硅灰石材料按重量份计包括如下组分：
[0012] PS 30 份-40 份； 硅灰石 20份-30份； 硅烷偶联剂 0.2份-0.3份； 十二坑基苯磺酸納 2份-8份； 过硫酸盐 4份-8份； 硫酸雜 2份-5份。
[0013] 上述过硫酸盐更优选地可为过硫酸钾或过硫酸钠。
[0014] 更优选地，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种或多种。上述硅烷偶 联剂通式为：Y-SiX3，其中，X是与Si原子相连且能水解的基团，如烷氧基，酰氧基，羟基等； Y表不能与有机基体反应的官能团，如乙烯基、环氧基、氣基等，由于硅烷偶联剂在同一个分 子中具有这两类化学基团，因此它既能与硅灰石中的0H基团反应，又能与PS中的C=C双 键作用起到偶联的功效，这样很好地解决了PS和硅灰石的相容性问题。
[0015] 优选地，所述抗氧剂为三（2, 4-二叔丁基）亚磷酸苯酯（简称Irganoxl68)、四 [0 - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（简称IrganoxlOlO)和1，3, 5-三 甲基-2, 4, 6_(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯（简称Irganoxl330)中的一种或多种。
[0016] 优选地，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钾中的一种或多种。
[0017] 本发明中抗氧剂有利于防止原料在挤出机里高温环境下被黄化，润滑剂有利于降 低聚合物分子间内聚力的作用，从而改善塑料熔体的内摩擦生热。
[0018] 本发明还提供了一种PP复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019] (1)称取重量份为70份-80份的PP、20份-30份的PS-硅灰石材料、0. 3份-0. 7 份的抗氧剂和〇. 1份_〇. 3份的润滑剂混合并搅拌，得到混合料，其中，所述PS-硅灰石材料 具有以硅灰石为核，以PS为壳的核壳结构，PP可在100°C下干燥烘干2小时；
[0020] (2)将步骤⑴中得到的混合料经熔融反应后挤出造粒，即得到PP复合材料。
[0021] 该方法工艺简单且易于实现。
[0022] 优选地，步骤（1)中的搅拌的时间为8min_12min。
[0023] 优选地，所述步骤（2)具体为：
[0024] 将步骤⑴中得到的混合料混投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后 挤出、造粒，即得到PP复合材料，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第 一温度区的温度为120°C~150°C，第二温度区的温度为180°C~230°C，第三温度区的温 度为180°C~230°C，第四温度区的温度为200°C~230°C，第五温度区的温度为200°C~ 230 °C，第六温度区的温度为200 °C~230 °C，所述双螺杆挤出机的机头温度为180 °C~ 230°C，螺杆转速为 120r/min~300r/min。
[0025] 优选地，所述步骤⑴中的PS-硅灰石材料按如下方法制备：
[0026] (a)称取重量份为0. 2份-0. 3份的硅烷偶联剂和20份-30份的硅灰石混合并搅 拌，得到硅灰石混合料；
[0027] (b)称取重量份为30份-40份的PS、2份-8份的十二烷基苯磺酸钠和4份-8份的 过硫酸盐配制成水溶液，再与步骤（a)中得到的硅灰石混合料混合后水热反应一段时间， 接着加入重量份为2份-5份的硫酸铝，过滤洗涤即得到PS-硅灰石材料，上述水溶液中的 水可根据实际需求加入，更优选地按重量份计可为180份-240份。
[0028] 优选地，所述步骤（a)中搅拌的时间为10min-20min，搅拌的温度为80°C_100°C， 搅拌的速度为60r/min-100r/min。
[0029] 所述步骤（b)中水热反应的时间为20min_2h，水热反应的温度为70°C_90°C。
【具体实施方式】
[0030] 为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施 方式做详细的说明。
[0031] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0032] 本发明的实施例中所用的原料如下：PP(型号K7926)，上海赛科；PS(型号350)， 台湾国乔；娃灰石（型号G-80)，辽宁天石矿业；抗氧剂（型号Irganoxl68、IrganoxlOlO、 Irgan〇X1330)，瑞士汽巴精化；硬脂酸锌，汉维新材料；硬脂酸钙，武汉万荣科技；硬脂酸 钾，邦诺化工；硅烷偶联剂（型号狃550、狃560、1(11570)，南京奥诚 ；十二烷基苯磺酸钠，济南 凯信化工；过硫酸钾，济南丰乐；过硫酸钠，济南丰乐；硫酸铝，淄博光正铝盐。
[0033] 本发明实施例所用的仪器如下：ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司JL-1000 型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械 有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市 高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
[0034] 实施例1
[0035] (1)称取KH5500. 2份和硅灰石20份混合并搅拌，搅拌时间为lOmin搅拌温度为 80°C，搅拌速度为60r/min，得到娃灰石混合料；
[0036] (2)称取PS30份、十二烷基苯磺酸钠2份和过硫酸钾4份配制成水溶液，再与步 骤（1)中得到的硅灰石混合料混合后70 °C下水热反应lh，接着加入硫酸铝2份，过滤洗涤 即得到PS-娃灰石材料；
[0037] (3)称取PP7〇 份，PS-硅灰石材料 2〇 份，Irganoxl68〇.I5 份，IrganoxlOlOO. 15 份，硬脂酸锌〇. 1份混合并搅拌10分钟，得到混合料；
[0038] (4)将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到 PP复合材料P1，其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区120°C，第二温 度区180 °C，第三温度区180 °C，第四温度区200 °C，第五温度区200 °C，第六温度区200 °C，机 头温度180°C，螺杆转速120r/min。
[0039] 实施例2
[0040] (1)称取KH5600. 3份和娃灰石30份混合并搅拌，搅拌时间为20min搅拌温度为 100°C，搅拌速度为80r/min，得到娃灰石混合料；
[0041] (2)称取PS40份、十二烷基苯磺酸钠8份和过硫酸钠8份配制成水溶液，再与步 骤（1)中得到的硅灰石混合料混合后80°C下水热反应1. 5h，接着加入硫酸铝5份，过滤洗 涤即得到PS-硅灰石材料；
[0042] (3)称取PP80份，PS-硅灰石材料30份，Irganoxl3300. 7份，硬脂酸钙0? 3份混 合并搅拌12分钟，得到混合料；
[0043] ⑷将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出、造粒，得到 PP复合材料P2,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：第一温度区150°C，第二温 度区2300 °C，第三温度区230 °C，第四温度区230 °C，第五温度区230 °C，第六温度区230 °C， 机头温度230°C，螺杆转速3