一种增强型聚丙烯复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种增强型聚丙烯复合材料及其制备方法。由以下步骤制备而成：（1）将乙烯基三甲氧基硅烷、γ?氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅拌机搅拌20?40分钟；（2）加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌40?60分钟；（3）静置12小时，过滤，弃去滤液；（4）放入烘箱中在温度60?80℃下烘干；（5）和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、N?苯基?β?萘胺混合，用高速搅拌机搅拌5?10分钟；（6）加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；（7）经注塑机注塑成型即得。本发明的增强型聚丙烯复合材料具有良好的力学性能，韧性佳，同时耐冲击性能强。
【专利说明】
一种増强型聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种增强型聚丙烯复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济科技的迅猛发展，材料业的发展也堪称迅速，尤其是塑胶材料业的发展 得到了众多的关注。塑胶材料具有质轻、易成型和价格低廉等优点，它的应用无处不在，成 为了各行各业发展不可缺少的组成部分。而单一组分的材料已远远不能满足现在各行业对 于材料的性能的高要求，往往会通过材料间的复合来得到高性能的材料，复合材料是由两 种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观或微观上组成的具有新性 能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原 组成材料而满足各种不同的要求，改善材料的力学性能，有时甚至会产生意想不到的效果。 因此，通过将原材料间的复合，通过不同工艺来得到力学增强型的材料对于各行业的发展 都具有重要的意义。
【发明内容】
[0003] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种增强型聚丙烯复合材料，具有良好 的力学性能，韧性佳，同时耐冲击性能强。
[0004] 技术方案：一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成：聚丙烯 30-50份、聚氯乙烯5-10份、碳酸钙晶须2-5份、羟基磷灰石晶须2-4份、聚丙烯酸甲酯1-3份、 乙烯基三甲氧基硅烷1-3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-5份、邻苯二甲酸二异丁酯2-4份、环 氧大豆油4-8份、乙撑双硬脂酰胺2-5份、硬脂酸锌1-3份、Ν-苯基-β-萘胺0.5-1份、丙酮10- 20份、异丙醇20-40份。
[0005] 进一步优选的，所述的一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而 成:聚丙烯35-45份、聚氯乙烯6-9份、碳酸钙晶须3-4份、羟基磷灰石晶须2.5-3.5份、聚丙烯 酸甲酯1.5-2.5份、乙烯基三甲氧基硅烷1.5-2.5份、γ -氨丙基三乙氧基硅烷3-4份、邻苯二 甲酸二异丁酯2.5-3.5份、环氧大豆油5-7份、乙撑双硬脂酰胺3-4份、硬脂酸锌1.5-2.5份、 Ν-苯基-β-萘胺0.6-0.9份、丙酮13-19份、异丙醇25-35份。
[0006] 上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法包括以下步骤： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌20-40分钟； (2) 加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌40-60分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度60-80°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌5-10分钟； (6 )加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为50-80r/min，机头温度为210-220 °C，一区到六区温度为230-240°C，七区温度为210-220°c ; (7)经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为200-210°C、210-220°C、200-210°C。 [0007]进一步优选的，步骤(1)中搅拌时间为25-35分钟。
[0008]进一步优选的，步骤(2)中搅拌时间为45-55分钟。
[0009] 进一步优选的，步骤(4)中温度为65-75°C。
[0010]进一步优选的，步骤(5)中搅拌时间为6-9分钟。
[0011] 进一步优选的，步骤(6)中螺杆转速为60-70r/min，机头温度为215°C，一区到六区 温度为235°C，七区温度为215°C。
[0012] 进一步优选的，步骤(7)中各段温度依次为205°C、215°C、205°C。
[0013] 有益效果:本发明的增强型聚丙烯复合材料具有良好的力学性能，其拉伸强度最 高可达37.8MPa，弯曲强度和断裂伸长率分别为35.2MPa和299%，韧性佳，同时其缺口冲击强 度可达9.8KJ/m2，耐冲击性能强。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成：聚丙烯30份、聚氯乙烯5 份、碳酸钙晶须2份、羟基磷灰石晶须2份、聚丙烯酸甲酯1份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷2份、邻苯二甲酸二异丁酯2份、环氧大豆油4份、乙撑双硬脂酰胺2份、 硬脂酸锌1份、Ν-苯基-β-萘胺0.5份、丙酮10份、异丙醇20份。
[0015] 上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法为： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌20分钟； (2) 加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌40分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度60°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌5分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为50r/min，机头温度为210°C，一区 到六区温度为230°C，七区温度为210°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为200°C、210°C、200°C。
[0016] 实施例2 一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成：聚丙烯35份、聚氯乙烯6 份、碳酸钙晶须3份、羟基磷灰石晶须2.5份、聚丙烯酸甲酯1.5份、乙烯基三甲氧基硅烷1.5 份、γ_氨丙基三乙氧基硅烷3份、邻苯二甲酸二异丁酯2.5份、环氧大豆油5份、乙撑双硬脂 酰胺3份、硬脂酸锌1.5份、Ν-苯基-β-萘胺0.6份、丙酮13份、异丙醇25份。
[0017] 上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法为： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌25分钟； (2) 加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌45分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度65°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌6分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为60r/min，机头温度为215°C，一区 到六区温度为235°C，七区温度为215°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为205°C、215°C、205°C。
[0018] 实施例3 一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成：聚丙烯40份、聚氯乙烯 7.5份、碳酸钙晶须3.5份、羟基磷灰石晶须3份、聚丙烯酸甲酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷2 份、γ_氨丙基三乙氧基硅烷3.5份、邻苯二甲酸二异丁酯3份、环氧大豆油6份、乙撑双硬脂 酰胺3.5份、硬脂酸锌2份、Ν-苯基-β-萘胺0.75份、丙酮15份、异丙醇30份。
[0019] 上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法为： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌30分钟； (2) 加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌50分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度70°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌7分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为65r/min，机头温度为215°C，一区 到六区温度为235°C，七区温度为215°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为205°C、215°C、205°C。
[0020] 实施例4 一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成：聚丙烯45份、聚氯乙烯9 份、碳酸钙晶须4份、羟基磷灰石晶须3.5份、聚丙烯酸甲酯2.5份、乙烯基三甲氧基硅烷2.5 份、γ_氨丙基三乙氧基硅烷4份、邻苯二甲酸二异丁酯3.5份、环氧大豆油7份、乙撑双硬脂 酰胺4份、硬脂酸锌2.5份、Ν-苯基-β-萘胺0.9份、丙酮19份、异丙醇35份。
[0021 ]上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法为： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌35分钟； (2) 加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌55分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度75°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌9分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为70r/min，机头温度为215°C，一区 到六区温度为235°C，七区温度为215°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为205°C、215°C、205°C。
[0022] 实施例5 一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯50份、聚氯乙烯10 份、碳酸钙晶须5份、羟基磷灰石晶须4份、聚丙烯酸甲酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷5份、邻苯二甲酸二异丁酯4份、环氧大豆油8份、乙撑双硬脂酰胺5份、 硬脂酸锌3份、Ν-苯基-β-萘胺1份、丙酮20份、异丙醇40份。
[0023] 上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法为： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌40分钟； (2) 加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌60分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度80°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌10分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为80r/min，机头温度为220°C，一区 到六区温度为240°C，七区温度为220°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为210°C、220°C、210°C。
[0024] 对比例1 本实施例与实施例5的区别在于以碳酸钙晶须代替羟基磷灰石晶须。具体地说是： 一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯50份、聚氯乙烯10 份、碳酸钙晶须9份、聚丙烯酸甲酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5 份、邻苯二甲酸二异丁酯4份、环氧大豆油8份、乙撑双硬脂酰胺5份、硬脂酸锌3份、N-苯基- 萘胺1份、丙酮20份、异丙醇40份。
[0025] 上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法为： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌40分钟； (2) 加入碳酸钙晶须，搅拌60分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度80°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌10分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为80r/min，机头温度为220°C，一区 到六区温度为240°C，七区温度为220°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为210°C、220°C、210°C。
[0026] 对比例2 本实施例与实施例5的区别在于以羟基磷灰石晶须代替碳酸钙晶须。具体地说是： 一种增强型聚丙烯复合材料，由以下成分以重量份制备而成:聚丙烯50份、聚氯乙烯10 份、羟基磷灰石晶须9份、聚丙烯酸甲酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷3份、γ-氨丙基三乙氧基 硅烷5份、邻苯二甲酸二异丁酯4份、环氧大豆油8份、乙撑双硬脂酰胺5份、硬脂酸锌3份、Ν- 苯基-β-萘胺1份、丙酮20份、异丙醇40份。
[0027] 上述增强型聚丙烯复合材料的制备方法为： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌40分钟； (2) 加入羟基磷灰石晶须，搅拌60分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度80°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌10分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为80r/min，机头温度为220°C，一区 到六区温度为240°C，七区温度为220°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为210°C、220°C、210°C。
[0028] 下表1为本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标，我们可以看到，本发明具 有良好的力学性能，其拉伸强度最高可达37.8MPa，弯曲强度和断裂伸长率分别为35.2MPa 和299%，韧性佳，同时其缺口冲击强度可达9.8KJ/m2，耐冲击性能强。
[0029] 表1增强型聚丙烯复合材料的性能指标
【主权项】
1. 一种增强型聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：聚丙烯 30-50份、聚氯乙烯5-10份、碳酸钙晶须2-5份、羟基磷灰石晶须2-4份、聚丙烯酸甲酯1-3份、 乙烯基三甲氧基硅烷1-3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2-5份、邻苯二甲酸二异丁酯2-4份、环 氧大豆油4-8份、乙撑双硬脂酰胺2-5份、硬脂酸锌1-3份、Ν-苯基-β-萘胺0.5-1份、丙酮10-20份、异丙醇20-40份。2. 根据权利要求1所述的一种增强型聚丙烯复合材料，其特征在于：由以下成分以重量 份制备而成：聚丙烯35-45份、聚氯乙烯6-9份、碳酸钙晶须3-4份、羟基磷灰石晶须2.5-3.5 份、聚丙烯酸甲酯1.5-2.5份、乙烯基三甲氧基硅烷1.5-2.5份、γ -氨丙基三乙氧基硅烷3-4 份、邻苯二甲酸二异丁酯2.5-3.5份、环氧大豆油5-7份、乙撑双硬脂酰胺3-4份、硬脂酸锌 1.5-2.5份、Ν-苯基-β-萘胺0.6-0.9份、丙酮13-19份、异丙醇25-35份。3. 权利要求1至2任一项所述的一种增强型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于： 包括以下步骤： (1) 将乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙酮和异丙醇混合，用磁力搅 拌机搅拌20-40分钟； (2) 加入碳酸钙晶须和羟基磷灰石晶须，搅拌40-60分钟； (3) 静置12小时，过滤，弃去滤液； (4) 放入烘箱中在温度60-80°C下烘干； (5) 和聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯、环氧大豆油、乙撑双硬 脂酰胺、硬脂酸锌、N-苯基-β-萘胺混合，用高速搅拌机搅拌5-10分钟； (6) 加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为50-80r/min，机头温度为210-220 °C，一区到六区温度为230-240°C，七区温度为210-220°C ; (7) 经注塑机注塑成型即得，各段温度依次为200-210°C、210-220°C、200-210°C。4. 根据权利要求3所述的一种增强型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述步 骤(1)中搅拌时间为25-35分钟。5. 根据权利要求3所述的一种增强型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述步 骤(2 )中搅拌时间为45-55分钟。6. 根据权利要求3所述的一种增强型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述步 骤(4)中温度为65-75°C。7. 根据权利要求3所述的一种增强型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述步 骤(5 )中搅拌时间为6-9分钟。8. 根据权利要求3所述的一种增强型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述步 骤(6)中螺杆转速为60-70r/min，机头温度为215°C，一区到六区温度为235°C，七区温度为 215Γ。9. 根据权利要求3所述的一种增强型聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述步 骤(7)中各段温度依次为205 °C、215 °C、205 °C。
【文档编号】C08L23/12GK105837945SQ201610390297
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】蔡小连
【申请人】苏州市奎克力电子科技有限公司