专利名称：一种针状硅灰石改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料加工技术领域，尤其是涉及一种针状硅灰石改性聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
硅灰石的主要成分是硅酸钙，白色结晶，是具有β晶型，成针状、棒状及粒状等各种形态粒子的混合物。而针状硅灰石具有较大的长径比，作为增强剂，可用于替代部分玻璃纤维与含卤有机阻燃剂配合使用，具有协同作用，可以提高制品的阻燃效果。聚丙烯因其密度小、价格低、加工成型性好及综合性能优良等优点，被广泛应用于汽车内、外饰件和电子器外壳等，是目前使用最多的热塑性塑料之一。但由于聚丙烯的耐热性能与刚性较低，需要通过添加滑石粉、玻璃纤维等来通过改性提高其耐热性和机械性能。中国专利CN102532692A公开了一种硅灰石改性聚丙烯复合材料，采用长径比为
31-20 1的硅灰石对聚丙烯进行填充改性，明显改善了聚丙烯材料的抗飞石冲击性能，不足之处在于未添加表面改性剂对硅灰石进行表面改性，改善硅灰石和聚丙烯之间的相容性，导致硅灰石/聚丙烯复合材料的力学性能不高。中国专利CN102020805B公开了一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法，此发明对偶联剂进行稀释，然后对硅灰石进行表面改性，较好地改善了聚丙烯和硅灰石的相容性。不足之处在于1、钛酸酯偶 联剂对硅灰石的改性效果不佳；2、熔融共混前，对偶联剂进行稀释，增加了工业化成本；3、将硅灰石在高混机高混，导致其长径比大幅降低，破坏严重，此法所得硅灰石/聚丙烯复合材料性能不佳。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其不仅具有优良的力学性能，而且耐摩擦性能优良。本发明的技术方案如下
一种针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，由以下原料按重量份制备而成
聚丙烯100份；
针状硅灰石10-100份；
表面改性剂0.1-10份；
增韧剂0-20份；
助剂0-15份；
所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
所述的针状硅灰石长径比为10 :1-20 :1。所述的表面改性剂选自庚二酸、己二酸中至少一种。所述的增韧剂为低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚弹性体。所述的助剂选自抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的至少一种。优选的是，所述的抗氧剂由主抗氧剂和副抗氧剂按质量比1:2-1 1组成，所述主抗氧剂为N，N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)或四(β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧剂1010)，副抗氧剂为三(2. 4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)。所述的光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯(简称光稳剂770)或聚-{[6- [ (I, 1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基]-1, 3，5-三嗪-2，4- 二基][2- (2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]-亚己基-[4- (2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亚氨基]}(简称光稳剂944)。所述的润滑剂为液体石蜡、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸丁酯。一种制备上述针状硅灰石改性聚丙烯复合材料的方法，按重量份称取100份聚丙烯、O. 1-10份表面改性剂、增韧剂0-20份与0-15份助剂，于高混机混合l_3min，然后加入到双螺杆挤出机，再在挤出机的侧向喂料口加入10-100份针状硅灰石，熔融挤出造粒，经水冷、切粒，即获得针状硅灰石改性聚丙烯复合材料；其中挤出机温度为170-220°C，转速为150-300转/分。本发明与现有技术相比，具有以下有益效果1、选用庚二酸、己二酸中的一种或两种作为表面改性剂，可以有效地改善娃灰石的表面极性，提高硅灰石与聚丙烯的相容性，从而提高硅灰石/聚丙烯复合材料的力学性能和耐摩擦性能。2、本发明中采用的表面改性剂与现有的硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂相比，其成本更低，更易贮存，提高了复合材料的市场竞争力。3、作为增强材料，长径比是一个非常重要的因素，直接影响其对聚丙烯的增强效果。本发明选用长径比10 :1-20 1的硅灰石来对聚丙烯进行改性，通过侧喂料的方式加入挤出机，可以减少螺杆对针状硅灰石的破坏。4、由于挤出机的主机转速设计的不合理，易导致硅灰石/聚丙烯复合材料的性能不佳，本发明通过多次实验验证挤出机的转速为150-300转/分时，硅灰石/聚丙烯复合材料的力学性能最佳，且同时具有优异的耐摩擦性能。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。实施例中所用的一些原材料具体型号与生产厂家见表I。表I
权利要求
1.一种针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于由以下原料按重量份制备而成 聚丙烯100份； 针状硅灰石10-100份； 表面改性剂0.1-10份； 增韧剂0-20份； 助剂0-15份。
2.根据权利要求1所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的聚丙烯为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的针状硅灰石长径比为10 :1-20 :1。
4.根据权利要求1所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的表面改性剂选自庚二酸、己二酸中至少一种。
5.根据权利要求1所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的增韧剂为低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚弹性体。
6.根据权利要求1所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的助剂选自抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的抗氧剂由主抗氧剂和副抗氧剂按质量比1:2_1 :1组成，所述主抗氧剂为N, N’-双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或四(β _(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯，副抗氧剂为三(2. 4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
8.根据权利要求6所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯或聚_{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)_亚氨基]-1，3，5-三嗪-2，4- 二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)_氨基]-亚己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亚氨基]}。
9.根据权利要求6所述的针状硅灰石改性聚丙烯复合材料，其特征在于所述的润滑剂为液体石蜡、乙撑双硬脂酰胺或硬脂酸丁酯。
10.一种制备如权利要求1所述针状硅灰石改性聚丙烯复合材料的方法，其特征在于按重量份称取100份聚丙烯、O. 1-10份表面改性剂、增韧剂0-20份与0-15份助剂，于高混机混合l_3min，然后加入到双螺杆挤出机，再在挤出机的侧向喂料口加入10-100份针状硅灰石，熔融挤出造粒后，经水冷、切粒，即获得针状硅灰石改性聚丙烯复合材料；其中挤出机温度为170-220°C，转速为150-300转/分。
全文摘要
本发明涉及一种针状硅灰石改性聚丙烯复合材料及其制备方法，采用庚二酸或己二酸或庚二酸与己二酸的混合物为表面改性剂，以侧喂料的方式加入长径比101-201的针状硅灰石，并且控制挤出机的主机转速在150-300rpm范围内，可以获得力学性能优良，耐摩擦性能好的硅灰石改性聚丙烯复合材料，与现有技术相比具有很大优势。
文档编号B29C47/92GK103059415SQ20131001540
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者杨桂生, 程伟 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司