改性聚丙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚丙烯复合材料改性领域。更具体地说，本发明涉及一种改性聚丙烯 复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯（PP)是重要的高分子材料之一，它具有密度低、加工性能好、拉伸强度和 模量好等优点，因此在很多领域中广泛应用。但PP也存在的不足，例如：室温和低温抗冲 击性能差、耐热性欠佳等，很多研究者对PP进行性能改性。利用添加碳酸钙、蒙脱土、玻纤 等无机材料来改善PP的冲击性能和耐热性能，但PP与无机材料相容性较差，因此需对无机 材料进行表面改性，以改善PP/无机材料的相容问题。另一方面无机材料和弹性体的加入， 也会带来PP加工流动性的降低，不利于加工的进行，且现有的聚丙烯复合材料制备方法复 杂，使用的原料繁多，成本较高，因此，研发一种制备工艺简单、原材料少，成本低，具有优良 的抗冲击性能和韧性的改性聚丙烯复合材料具有广阔的市场前景。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0004] 本发明还有一个目的是提供一种通过过氧化二异丙苯化学交联丁苯热塑性弹性 体与滑石粉协同对聚丙烯进行改性制备的改性聚丙烯复合材料，以提高改性聚丙烯复合材 料的抗冲击性能、拉伸性能和弯曲强度。
[0005] 本发明还有一个目的是提供一种对滑石粉进行改性的方法，以提高改性聚丙烯复 合材料的拉伸强度、抗冲击强度和弯曲强度。
[0006] 本发明还有一个目的是提供一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，通过密炼、紫 外线照射、红外线照射进一步提高聚丙烯复合材料的韧性、拉伸性能、弯曲强度以及耐热 性，改善聚丙烯复合材料加工稳定性，延长聚丙烯复合材料的使用寿命。
[0007] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种改性聚丙烯复 合材料，采用聚丙烯、丁苯热塑性弹性体、滑石粉和过氧化二异丙苯按质量比为 9 : I : 1 : 0.3-0. 4制备改性聚丙烯复合材料。
[0008] 本发明还提供了一种技术方案，一种改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下 步骤：
[0009] 步骤一、称取90重量份的聚丙烯、10重量份的丁苯热塑性弹性体、10重量份的滑 石粉和3-4重量份的过氧化二异丙苯；
[0010] 步骤二、将上述重量份的聚丙烯、丁苯热塑性弹性体和滑石粉加入到密炼机中混 合，进行第一次密炼，时间为3-5min，温度为165-170°C，转速为50-60rpm ;
[0011] 步骤三、再加入3-4重量份的过氧化二异丙苯进行第二次密炼，时间为3-5min，温 度为 150-155°C，转速为 40-45rpm ;
[0012] 步骤四、取出密炼机中得到的混合物进行造粒。
[0013] 优选的是，所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，所述滑石粉为改性滑石粉，具 体改性方法为：取100重量份的滑石粉加入到高速混合机中，称取1重量份的硅烷偶联剂， 将丙酮和硅烷偶联剂按体积比为5 : 1称取丙酮，再将丙酮与硅烷偶联剂置于高速混合机 混合2min，再加入5重量份的聚丙烯接枝马来酸酐和5重量份的增塑剂邻苯二甲酸二辛酯， 再混合5min，取出后在烘箱中以80°C干燥3-5h，得改性滑石粉，备用。
[0014] 优选的是，所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，在所述步骤三中，所述第二次 密炼在紫外线照射下密炼3min。
[0015] 优选的是，所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，所述步骤三之后，再加入1-2 重量份的抗氧剂1010,在红外线照射下进行第三次密炼，时间为2-3min，密炼机温度为 150-155°C，转速为 40-45rpm。
[0016] 优选的是，所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，所述密炼机包括密炼室和两 个相互平行且沿反向转动的密炼转子，所述密炼室为长方体，其四个侧壁上分别设有一个 紫外线灯，且位于一个水平面上，所述紫外线灯位于所述密炼转子的上方。
[0017] 优选的是，所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，所述密炼机内部的顶部设有 一个红外线灯，其位于所述密炼转子的正上方。
[0018] 优选的是，所述的改性聚丙烯复合材料的制备方法，所述密炼室内部设有隔离所 述紫外线灯的隔热板，其位于所述紫外线灯与所述密炼转子之间，所述隔热板包括一端分 别与所述密炼室内壁铰接的第一隔热板和第二隔热板，所述第一隔热板和所述第二隔热板 的另一端具有相互配合的卡合部以使所述隔热板将所述密炼室内形成两个独立的封闭空 间，所述隔热板设置为当使用紫外线灯或红外线灯时处于打开状态，反之，则处于卡合关闭 状态。
[0019] 本发明制备改性聚丙烯复合材料的方法原料少、操作简单，至少包括以下有益效 果：
[0020] 1)采用DCP作为化学交联剂进行两次密炼，使得SBS的双键发生交联作用，形成网 状结构将滑石粉进行包覆，增强三维网络以显著提高改性聚丙烯复合材料的拉伸强度、抗 冲击强度和弯曲程度；
[0021] 2)采用紫外线照射进行第二次密炼，使得DCP引发PP发生交联作用，并与SBS形 成网络结构，以进一步提高改性聚丙烯复合材料的拉伸强度、抗冲击强度和弯曲程度，更重 要的是，提高改性聚丙烯复合材料的维卡软化点，即提高其耐热性。
[0022] 3)红外灯照射具有加热速率快、加热均匀等优点，使聚丙烯复合材料在改性过程 中受到高速、均匀的加热，内部温差小、内部各物料受热均匀，不易产生粘连和结块现象，从 而提高改性聚丙烯复合材料的拉伸强度、抗冲击强度和弯曲程度，尤其是提高改性聚丙烯 复合材料的耐热性。
[0023] 4)添加抗氧剂1010,防止SBS和PP受热、光作用发生老化降解现象，改善聚丙烯 复合材料的加工稳定性，以及在高温加工条件下的耐变色性，以提高聚丙烯复合材料的力 学性能。
[0024] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的密炼机结构示意图；
[0026] 图2为DCP用量与改性聚丙烯复合材料弹性模量及拉伸强度的关系曲线图；
[0027] 图3为DCP用量与改性聚丙烯复合材料弯曲模量及弯曲强度的关系曲线图；
[0028] 图4为DCP用量与改性聚丙烯复合材料冲击强度及维卡软化点的关系曲线图；
[0029] 图5为滑石粉改性前后对改性聚丙烯复合材料拉伸强度影响的关系曲线图；
[0030] 图6为滑石粉改性前后对改性聚丙烯复合材料冲击强度影响的关系曲线图；
[0031] 图7为滑石粉改性前后对改性聚丙烯复合材料弯曲强度影响的关系曲线图；
[0032] 图8为滑石粉改性前后对改性聚丙烯复合材料弯曲模量影响的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0034] 应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0035] 实施例1 :
[0036] -种改性聚丙烯复合材料，采用聚丙烯、丁苯热塑性弹性体、滑石粉和过氧化二异 丙苯