[发明专利]一种高强阻燃聚丙烯改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高强阻燃聚丙烯改性材料的制备方法及该高强阻燃聚丙烯改性材料。

背景技术

聚丙烯(Polypropylene，缩写PP)塑料具有密度小、比强度(强度与其相对密度的比值)高、抗腐蚀、耐摩擦、绝缘性好、易加工、能耗低及噪声小等许多有点，是汽车工业等行业非常理想的应用材料。随着人们环保意识的不断增强、人们消费水平的提高和人们对消费品品质要求的提高，人们对PP性能的要求逐渐的提高。尤其是对PP强度性能、弯曲性能、抗冲击性能、阻燃性能等性能的要求更加的苛刻。近年来，科研工作者对提升PP性能做了大方面的研究工作，通过在PP中添加橡胶或弹性体材料、、玻璃纤维、色母粒、接枝丙烯酸等，期望通过添加此些填料提升PP的性能，但是效果并不明显。

中国专利CN1401697公开了一种丙烯酸接枝聚丙烯改性氢氧化铝/聚丙烯阻燃材料，将聚丙烯基体、氢氧化铝阻燃剂、丙烯酸接枝聚丙烯改性剂、稳定剂与按照比例高速混合后熔融挤出，即得到丙烯酸接枝聚丙烯改性氢氧化铝/聚丙烯阻燃材料；中国专利CN101693776A公开一种新型高强度高耐热聚丙烯改性复合材料，采用聚丙烯、硫酸钙晶须、玻璃纤维、聚丙烯接枝马来酸酐、成核剂、抗氧剂、润滑剂等组分混合挤出，得到玻纤和硫酸钙晶须混杂增强聚丙烯复合材料。

通过我们的研究发现，在PP中添加适量的硫酸钙晶须和氧化锌晶须可大幅度提高PP聚丙烯复合材料的相关性能，硫酸钙晶须和氧化锌晶须复配改性聚丙烯的方法不仅可以较大幅度的提高聚丙烯的力学性能而且利用氧化锌晶须的阻燃效果，解决了聚丙烯易燃的问题，从一定程度上起到了阻燃的目的。对PP进行高性能化改性研究，增强其力学性能和阻燃性能，较大幅度的提高了PP的应用范围，具有重要的现实意义。

由于PP为有机物，与无机晶须存在难以有效相容的问题。现有的研究方法多为先对无机晶须进行表面改性，利用改性剂在无机晶须表面形成有机基团，从而增强PP和无机晶须的相容性。但是在实际实验和生产过程中，改性剂对无机晶须的表面改性势必会产生二次污染，且增加工序，不利于生产实践。而我们在PP和无机晶须的混合过程中加入相关分散剂，使无机晶须均匀的分散在PP表面，且避免了工序复杂化和二次污染的产生，具有重要的生产实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强阻燃聚丙烯改性材料的制备方法，还提供一种由该方法制得的高强阻燃聚丙烯改性材料，本发明方法对聚丙烯的增强效果较为明显，将硫酸钙晶须与氧化锌晶须按照一定的比例复配，提高了聚丙烯的力学性能和增强了其阻燃性能，将氧化锌晶须从侧喂料口加入，不仅降低了混合能耗且增强效果十分明显，缩短了工艺周期且避免了二次污染，节约成本且保护环境。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种高强阻燃聚丙烯改性材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将聚丙烯纯料粒子在设定温度下干燥两小时；

(2)将硫酸钙晶须按设定的添加量与聚丙烯纯料粒子混合均匀；

(3)在该硫酸钙晶须与聚丙烯纯料粒子的混合物中加入设定质量百分比的分散剂并进行搅拌使其混合均匀；

(4)设定双螺杆挤出机的温度和螺杆转速，将该步骤(3)中最后形成的混合物加入到双螺杆挤出机中进行混合并连续挤出；

(5)待出料口开始出料后，将设定质量百分比的氧化锌晶须由该双螺杆挤出机的侧位料口加入到双螺杆挤出机中并混合、挤出；

(6)将步骤(5)中混合挤出后的物料进行切割造粒，并将粒子在设定的温度下干燥两小时即可获得高强阻燃聚丙烯粒子。

所述步骤(2)中，该硫酸钙晶须的质量百分比为1％～20％。

所述步骤(2)中，聚丙烯纯料粒子的质量百分比为72％～97％。

所述步骤(3)中，该分散剂为硬脂酸，其质量百分比为1％～3％。

所述步骤(5)中，该氧化锌晶须的质量百分比为1％～5％。

所述步骤(1)和(6)中，干燥温度为60℃～120℃。

所述步骤(4)中，该双螺杆挤出机的挤出温度为175℃～190℃，调节螺杆转速为120r/min～180r/min。

一种由前述的高强阻燃聚丙烯改性材料的制备方法所制得的高强阻燃聚丙烯改性材料，其原料组成及质量百分比如下：

所述分散剂为硬脂酸。

与现有技术相比，本发明制备的催化剂具有如下优点：