[发明专利]一种芳纶浆粕增强聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芳纶浆粕增强聚丙烯复合材料及其制备方法，更具体的是通过添加硅灰石来降低聚丙烯复合材料的强度，光泽度及成本，通过添加少量的芳纶浆粕使材料的力学性能得到大幅度提升，满足人们对高强度性能低成本洁具的要求，属于聚合物改性和加工领域。

背景技术

生活中我们使用的洁具包括台盆、座便器、小便斗、浴缸等，大部分采用陶土制成洁具产品进行烧制，成型后表面上釉在进行烧结，在整个烧制过程中会耗费大量的能源。陶瓷洁具的在制造过程中，陶胚比较容易开裂，因此废品率很高；陶瓷洁具有陶瓷制品良好的自洁性，陶瓷洁具生产需要消耗大量的陶土，并且很难回收再利用。

近年来有人采用亚克力和玻璃钢复合结构的座便器，见专利号为ZL200620034821.8的中国新型专利《亚克力和玻璃钢复合结构的座便器》(授权公告号：CN2926350Y)，但其外观似塑料制品，观感、耐用性和实用性较差。

聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一，因为具有密度小(0.89～0.91g/cm3)、价格低、无毒性、耐腐蚀、电绝缘性能优良、透明性和加工性好等优点，被广泛应用于化工、机械、建筑、电力、运输等行业。近来，有采用硅灰石改性聚丙烯来制备卫生洁具的，见专利公开号为CN101864108A的专利申请《一种硅灰石改性的热塑性的树脂复合材料及制备产品的方法》。采用此方法制成的产品自洁性佳，有高韧性和高强度的优点，而且制备过程中无需高耗能长时间烧制，与传统工艺相比，生产工艺先进。产品中采用的针状硅灰石结构与短玻璃纤维相似，对塑料有较强的增强效果，价格与CaCO3、滑石粉等填料相当，比玻璃纤维和绝大多数树脂低廉，针状硅灰石对塑料的增强效果与玻璃纤维相比尚有差距。芳纶浆粕是一种高性能短纤材料，具有强度高，和树脂融合性好的优点，常用做补强材料。

发明内容

本发明是为了提供一种芳纶浆粕增强聚丙烯复合材料，通过在硅灰石增强填充聚丙烯的基础上，加入芳纶浆粕制成复合材料，采用该材料制备的洁具、户外产品、公共景观实用装饰等产品具有加工简单、能耗低、可回收，且具有高韧性、高强度、光洁、质量低的优点。其中少量芳纶浆粕的添加，能大幅提高制品的强度和模量。

本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种芳纶浆粕增强聚丙烯复合材料，包含以下按质量百分数计的原料：

聚丙烯          30～60％；

PP-MAH          0～7％；

硅灰石          30～70％；

芳纶浆粕        0.3～2％；

增韧剂POE-MAH   0～18％；

抗氧剂          0.1～3％；

其他助剂        0～4％。

所属的聚丙烯在230℃×2.16kg的测试条件下，熔体的流动速率为5～70g/10min的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯。

所述的嵌段共聚丙烯的共聚单体常见为乙烯，其含量在3～12mol％的范围内；均聚的结晶度在75％以上，等规度大于98％。所述的聚丙烯作为复合材料的基体。聚丙烯的特点是结晶度很高，相对密度小(0.89～0.91g/cm²)，熔点在170～175℃范围内，分子量一般在15～70万之间。聚丙烯为非极性高聚物，有优良的电绝缘性能，更兼有优良的耐热性。此外，它还有优良的化学稳定性，聚丙烯几乎不吸水，除对强氧化性的酸外，几乎都很稳定，耐碱性也很突出。聚丙烯的缺点是蠕变比聚酰胺和聚氯乙烯要大得多。

上述的聚丙烯选择M1200HS；在实际生产中，可根据要生产的产品要求选择合适型号的聚丙烯或者不同型号的聚丙烯的混合物作为基体，以满足产品实际需要的硬度和流变性。

所述的POE-MAH为POE和马来酸酐的接枝共聚物。

热塑性树脂的优点是加工成型简便，具有较高的力学性能；缺点是耐热性和刚性较差。本发明采用芳纶浆粕和硅灰石填充增强热塑性树脂而制得的复合材料，不仅可以使力学性能、热变形温度、尺寸稳定性、低温冲击性能和老化性能得到不同程度的改善，还可以使某些性能达到或超过热固性玻璃纤维增强复合材料的水平，而且可以用一般注射方法成型。