本发明属于聚丙烯材料
技术领域：
，具体涉及一种纳米粒子改性聚丙烯材料的制备方法。
背景技术：
：用纳米粒子对聚合物材料进行改性能使复合改性材料同时具有高强、高韧性能。现有的无机纳米粒子/聚合物复合材料的制备方法主要有三种：溶胶-凝胶法；嵌入法；直接分散法或熔融共混法。前两种方法尽管可以得到纳米结构的复合材料，但工艺条件复杂。第三种方法最为实用和便利，但在熔融共混过程中，有限的剪切力很难打散纳米粒子团聚体。因此，通常需对纳米粒子表面进行接枝聚合物改性，以增强粒子与聚合物粘结、防止团聚。现有无机纳米粒子改性聚丙烯的制备方法都需要对其先进行表面处理，所要求的条件苛刻、工艺复杂、成本较高。技术实现要素：针对现有技术中的问题，本发明提供一种纳米粒子改性聚丙烯材料的制备方法，解决了纳米粒子易团聚，分散效果不佳的问题，提高了聚丙烯材料的改性均匀性，改善聚丙烯材料的力学性能，及其他性能。为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种纳米粒子改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：步骤1，将分散剂加入至无水乙醇中，超声反应10-15min，得到分散醇液；步骤2，将钛酸正丁酯与硅酸乙酯缓慢加入至分散醇液中，缓慢搅拌20-30min，得到混合分散液；步骤3，将混合分散液放入反应釜中，密封加压反应2-4h，然后静置加压反应30-50min，快速泄压得到分散系包裹粒子悬浊液；步骤4，将聚丙烯加入至反应釜中，加入发泡剂与引发剂，搅拌至完全混合，形成混合聚丙烯溶液；步骤5，将催化剂放入混合聚丙烯溶液中，然后滴加分散系包裹粒子悬浊液，密封加压微波反应2-5h，得到改性聚丙烯材料的分散醇液；步骤6，将改性聚丙烯材料的分散醇液进行超声减压反应1-3h，静置挤压反应得到纳米粒子改性聚丙烯材料。所述步骤1中的分散剂采用聚乙二醇，所述乙二醇的浓度为10-15g/l，所述超声反应的超声频率为1.5-2.5khz，温度为30-50℃。所述步骤2中的钛酸正丁酯与硅酸乙酯的质量配比为2：9-14，所述缓慢加入的速度为5-8g/min，所述缓慢搅拌的搅拌速度为500-1000r/min。所述步骤3中的密封加压反应的压力为10-15mpa，温度为120-150℃。所述步骤3中的静置加压反应的压力为20-25mpa，静置温度为70-80℃，所述快速泄压的压力速度为4-7mpa。所述步骤4中的发泡剂加入量是聚丙烯质量的3-7％，引发剂的加入量是聚丙烯质量的8-10％，所述搅拌的搅拌速度为2000-5000r/min。所述步骤4中的发泡剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述引发剂采用偶氮二异庚腈。所述步骤5中的催化剂采用有机锡催化剂，加入量是聚丙烯质量0.5-1％，所述分散系包裹粒子悬浊液与聚丙烯的质量比为1-2:50，所述滴加的滴加速度为10-15ml/min。所述步骤5中的密封加压微波反应的压力为5-10mpa，微波功率为100-150w，温度为100-120℃。所述步骤6中的超声减压反应的超声频率为10-14khz，减压压力为大气压的50-70％，温度为90-110℃，所述静置挤压反应的压力为10-20mpa。本发明将钛酸正丁酯与硅酸乙酯加入至带有分散剂的无水乙醇中搅拌至完全溶解，经密封加压反应和静置加压反应得到分散系包裹粒子悬浊液；将发泡剂和引发剂放入聚丙烯，然后加入催化剂，滴加分散系包裹粒子悬浊液，密封加压微波反应刚得到改性聚丙烯材料的分散醇液，最后经超声减压反应和静置挤压反应刚得到纳米粒子改性聚丙烯材料的制备方法。从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：1.本发明解决了纳米粒子易团聚，分散效果不佳的问题，提高了聚丙烯材料的改性均匀性，改善聚丙烯材料的力学性能，及其他性能。2.本发明采用微波反应将分散系包裹粒子悬浊液与聚丙烯材料反应，达到改性嫁接的作用，微波反应增加了催化剂活性同时也起到了良好的定向反应。3.本发明采用纳米粒子粒径可控性强，副反应少。具体实施方式结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。实施例1一种纳米粒子改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：步骤1，将分散剂加入至无水乙醇中，超声反应10min，得到分散醇液；步骤2，将钛酸正丁酯与硅酸乙酯缓慢加入至分散醇液中，缓慢搅拌20min，得到混合分散液；步骤3，将混合分散液放入反应釜中，密封加压反应2h，然后静置加压反应30min，快速泄压得到分散系包裹粒子悬浊液；步骤4，将聚丙烯加入至反应釜中，加入发泡剂与引发剂，搅拌至完全混合，形成混合聚丙烯溶液；步骤5，将催化剂放入混合聚丙烯溶液中，然后滴加分散系包裹粒子悬浊液，密封加压微波反应2h，得到改性聚丙烯材料的分散醇液；步骤6，将改性聚丙烯材料的分散醇液进行超声减压反应1h，静置挤压反应得到纳米粒子改性聚丙烯材料。所述步骤1中的分散剂采用聚乙二醇，所述乙二醇的浓度为10g/l，所述超声反应的超声频率为1.5khz，温度为30℃。所述步骤2中的钛酸正丁酯与硅酸乙酯的质量配比为2：9，所述缓慢加入的速度为5g/min，所述缓慢搅拌的搅拌速度为500r/min。所述步骤3中的密封加压反应的压力为10mpa，温度为120℃。所述步骤3中的静置加压反应的压力为20mpa，静置温度为70℃，所述快速泄压的压力速度为4mpa。所述步骤4中的发泡剂加入量是聚丙烯质量的3％，引发剂的加入量是聚丙烯质量的8％，所述搅拌的搅拌速度为2000r/min。所述步骤4中的发泡剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述引发剂采用偶氮二异庚腈。所述步骤5中的催化剂采用有机锡催化剂，加入量是聚丙烯质量0.5％，所述分散系包裹粒子悬浊液与聚丙烯的质量比为1:50，所述滴加的滴加速度为10ml/min。所述步骤5中的密封加压微波反应的压力为5mpa，微波功率为100w，温度为100℃。所述步骤6中的超声减压反应的超声频率为10khz，减压压力为大气压的50％，温度为90℃，所述静置挤压反应的压力为10mpa。实施例2一种纳米粒子改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：步骤1，将分散剂加入至无水乙醇中，超声反应15min，得到分散醇液；步骤2，将钛酸正丁酯与硅酸乙酯缓慢加入至分散醇液中，缓慢搅拌30min，得到混合分散液；步骤3，将混合分散液放入反应釜中，密封加压反应4h，然后静置加压反应50min，快速泄压得到分散系包裹粒子悬浊液；步骤4，将聚丙烯加入至反应釜中，加入发泡剂与引发剂，搅拌至完全混合，形成混合聚丙烯溶液；步骤5，将催化剂放入混合聚丙烯溶液中，然后滴加分散系包裹粒子悬浊液，密封加压微波反应5h，得到改性聚丙烯材料的分散醇液；步骤6，将改性聚丙烯材料的分散醇液进行超声减压反应3h，静置挤压反应得到纳米粒子改性聚丙烯材料。所述步骤1中的分散剂采用聚乙二醇，所述乙二醇的浓度为15g/l，所述超声反应的超声频率为2.5khz，温度为50℃。所述步骤2中的钛酸正丁酯与硅酸乙酯的质量配比为2：14，所述缓慢加入的速度为8g/min，所述缓慢搅拌的搅拌速度为1000r/min。所述步骤3中的密封加压反应的压力为15mpa，温度为150℃。所述步骤3中的静置加压反应的压力为25mpa，静置温度为80℃，所述快速泄压的压力速度为7mpa。所述步骤4中的发泡剂加入量是聚丙烯质量的7％，引发剂的加入量是聚丙烯质量的10％，所述搅拌的搅拌速度为5000r/min。所述步骤4中的发泡剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述引发剂采用偶氮二异庚腈。所述步骤5中的催化剂采用有机锡催化剂，加入量是聚丙烯质量1％，所述分散系包裹粒子悬浊液与聚丙烯的质量比为2:50，所述滴加的滴加速度为15ml/min。所述步骤5中的密封加压微波反应的压力为10mpa，微波功率为150w，温度为120℃。所述步骤6中的超声减压反应的超声频率为14khz，减压压力为大气压的70％，温度为110℃，所述静置挤压反应的压力为20mpa。实施例3一种纳米粒子改性聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：步骤1，将分散剂加入至无水乙醇中，超声反应12min，得到分散醇液；步骤2，将钛酸正丁酯与硅酸乙酯缓慢加入至分散醇液中，缓慢搅拌25min，得到混合分散液；步骤3，将混合分散液放入反应釜中，密封加压反应3h，然后静置加压反应40min，快速泄压得到分散系包裹粒子悬浊液；步骤4，将聚丙烯加入至反应釜中，加入发泡剂与引发剂，搅拌至完全混合，形成混合聚丙烯溶液；步骤5，将催化剂放入混合聚丙烯溶液中，然后滴加分散系包裹粒子悬浊液，密封加压微波反应4h，得到改性聚丙烯材料的分散醇液；步骤6，将改性聚丙烯材料的分散醇液进行超声减压反应2h，静置挤压反应得到纳米粒子改性聚丙烯材料。所述步骤1中的分散剂采用聚乙二醇，所述乙二醇的浓度为12g/l，所述超声反应的超声频率为2.0khz，温度为40℃。所述步骤2中的钛酸正丁酯与硅酸乙酯的质量配比为2：12，所述缓慢加入的速度为7g/min，所述缓慢搅拌的搅拌速度为800r/min。所述步骤3中的密封加压反应的压力为13mpa，温度为140℃。所述步骤3中的静置加压反应的压力为23mpa，静置温度为75℃，所述快速泄压的压力速度为6mpa。所述步骤4中的发泡剂加入量是聚丙烯质量的5％，引发剂的加入量是聚丙烯质量的9％，所述搅拌的搅拌速度为3500r/min。所述步骤4中的发泡剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述引发剂采用偶氮二异庚腈。所述步骤5中的催化剂采用有机锡催化剂，加入量是聚丙烯质量0.8％，所述分散系包裹粒子悬浊液与聚丙烯的质量比为2:50，所述滴加的滴加速度为13ml/min。所述步骤5中的密封加压微波反应的压力为5-10mpa，微波功率为130w，温度为110℃。所述步骤6中的超声减压反应的超声频率为12khz，减压压力为大气压的60％，温度为100℃，所述静置挤压反应的压力为15mpa。性能测试实施例1实施例2实施例3弯曲强度mpa29.830.132.4弯曲模量gpa1.031.011.12断裂伸长率％60.362.163.2冲击强度kj/m23.83.94.1拉伸强度mpa30.731.333.1综上所述，本发明具有以下优点：1.本发明解决了纳米粒子易团聚，分散效果不佳的问题，提高了聚丙烯材料的改性均匀性，改善聚丙烯材料的力学性能，及其他性能。2.本发明采用微波反应将分散系包裹粒子悬浊液与聚丙烯材料反应，达到改性嫁接的作用，微波反应增加了催化剂活性同时也起到了良好的定向反应。3.本发明采用纳米粒子粒径可控性强，副反应少。可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。当前第1页12