[发明专利]高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性聚丙烯材料及其制备方法，尤其涉及一种高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯由于综合性能优异，获得了广泛的应用。但它的韧性不好，传统的改性方法是用弹性体增韧，这种工艺已比较成熟。它的主要缺点是加工性能差，流动性能不好，产品强度不好，成本较高。而用刚性的纳米材料增韧聚丙烯，可在增韧的同时，提高聚丙烯的刚性和流动性，同时也降低了成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料的制备方法及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明涉及的一种高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料，由以下重量百分比含量的原料制成：

聚丙烯          50～90%，

碳酸钙          10～40%，

偶联剂          0.5～5%，

抗氧剂          0.3～1%，

润滑剂          0.5～5%，

相容剂          1～10%。

优选的，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯，熔融指数为15.0。

优选的，所述的碳酸钙为超微细碳酸钙，目数为6000。

优选的，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。

优选的，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。

优选的，所述的抗氧剂为质量比为1:1的亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂1010的复配物。

优选的，所述的润滑剂为硬脂酸锌。

优选的，所述的相容剂为马来酸酐接枝乙烯辛稀共聚物。

本发明还涉及一种上述的高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）、偶联剂处理碳酸钙：将所述重量百分比含量的碳酸钙放入高混机中，在80℃下预混5min，将所述重量百分比含量的偶联剂分3批加入，每批次处理5min；出料；

（2）、按所述重量百分比含量称取原料：聚丙烯 50～90%、抗氧剂0.3～1%、润滑剂0.5～5%、相容剂1～10%；

（3）、将步骤（1）中偶联剂处理后的碳酸钙和步骤（2）中的原料放入高混机中混合2～5min，出料；

（4）、将步骤（3）中混合后的原料放入双螺杆机种挤出造粒，双螺杆机的转速为200～400转/分，温度为180～210℃。 

与现有技术相比，本发明方法制备的材料具有高韧性和优异的综合性能，并且具有较低的成本，可广泛适用于电子电器、汽车、家电、体育用品等领域。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1～4

实施例1～4中的高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料的具体组分及其重量百分比含量如表1所示。其中，聚丙烯为熔融指数为15.0的共聚聚丙烯；碳酸钙为6000目的超微细碳酸钙；偶联剂为钛酸酯偶联剂；抗氧剂为质量比为1:1的亚磷酸酯类抗氧剂168和受阻酚类抗氧剂1010的复配物；润滑剂为内润滑剂硬脂酸锌；相容剂为超高流动性马来酸酐接枝乙烯辛稀共聚物。

将实施例1中的碳酸钙放入高混机中，在80℃下预混5min，将所述偶联剂分3批加入，每批次处理5min；出料；然后将处理后的碳酸钙和其余组分一起放入高混机中混合2～5min，出料；再将该混合料放入双螺杆挤出机中挤出造粒，制得高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料。其中，工艺温度在210℃，螺杆转速在400转/分。

实施例2的制备方法同上述实施例1的方法，不同之处在于：双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺温度在180℃，螺杆转速在200转/分。

实施例3、4的制备方法同上述实施例1的方法，不同之处在于：双螺杆挤出机中挤出造粒，工艺温度在195℃，螺杆转速在300转/分。

表1 实施例1～4中各组分及其重量百分比含量

对实施例1～4中制得的高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料进行力学性能测试对比，力学性能以ASTM测试。结果如表2所示。

表2

由表2可知，实施例1～4制得的高韧性碳酸钙填充聚丙烯复合材料具有较强的拉伸强度、缺口冲击强度和高韧性，综合性能优异。同时由于成本低廉，可广泛适用于电子电器、汽车、家电、体育用品等领域。