[发明专利]一种抗压、耐热聚烯烃复合材料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种抗压、耐热聚烯烃复合材料及其制备方法。

 

背景技术

红柱石是一种天然的晶体材料，在恶劣条件下性能良好，适用于高温、机械强度和强化学冲击等领域。红柱石耐高温，其在常压下加热至1350℃以后开始不可逆的晶体转化，转化后则具有更高的耐火性能，耐火度可达1800℃以上，且耐骤冷骤热，机械强度大，抗热冲击力强，抗渣性强，荷重转化点高，并具有极高的化学稳定性和极强的抗化学腐蚀性。所以红柱石是目前已知的优质耐火材料之一，它除用作冶炼工业的高级耐火材料，技术陶瓷工业的原料以外，还可冶炼高强度轻质硅铝合金，制作金属纤维以及超音速飞机和宇宙飞船的导向型之用。

由于塑料制品具有重量轻、性能稳定、价格便宜、电绝缘性好等优点被人们广泛采用。但随着社会生活水平的提高了，对塑料制品的强度、耐热性等提出更高的要求，为满足塑料制品日益苛刻的使用条件，创新性的采用常用于钢铁和陶瓷行业的红柱石改性聚烯烃树脂，与添加滑石粉等传统填料相比，其抗压强度和耐热性得到显著提高，同时降低了生产成本。本发明制备的抗压、耐热聚烯烃复合材料具有高抗压强度和耐热等特点，可广泛用于聚烯烃产品领域。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种抗压、耐热聚烯烃复合材料及其制备方法。该材料大幅提高了聚烯烃材料的抗压强度和耐热性，同时降低了生产成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗压、耐热聚烯烃复合材料，由下列组份按重量份制备而成： 

聚烯烃树脂：100份，

红柱石粉：10~35份，

偶联剂：0~10份，

抗氧剂：0.4~1.5份，

润滑剂：0.3~1.5份。

所述的聚烯烃树脂为聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯树脂。

所述的红柱石粉为颗粒状，其粒径为50~200nm。

所述的抗氧剂为由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂组成，优选为由受阻酚类抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）和亚磷酸酯类抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）组成，其中抗氧剂1010和抗氧剂168是本领域公知的抗氧剂。

所述的润滑剂为次乙基双硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。

一种制备上述的聚烯烃复合材料方法，包含以下步骤：

（1）将红柱石粉置于偶联剂溶液中进行表面处理35~50分钟后，烘干；

（2）按配比，将经表面处理后的红柱石粉与聚烯烃树脂、偶联剂、抗氧剂及润滑剂置于高速混合机分散10~25分钟；

（3）将分散后的原料加入挤出机中，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，制得抗压、耐热聚烯烃复合材料。

所述步骤（1）的中偶联剂溶液为γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）或马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）的质量比为10%~50%的甲醇溶液或乙醇溶液。

所述步骤（3）中挤出机的主机转速为350~450转/分、切粒机频率15~35Hz；从喂料到机头各区温度分别为150℃~160℃、180~190℃、210~230℃、210~230℃、220~230℃、210~225℃和210~220℃。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用常用于钢铁和陶瓷工业的红柱石来改性聚烯烃复合材料，利用红柱石的高耐热性与高机械性能来改善聚烯烧烃的抗压和耐热性能，使其满足日益苛刻的使用条件。

2、本发明制得的聚烯烃复合材料的抗压强度和耐热性得到大幅提高，在23℃、50%湿度环境下分别采用ASTM D695和ASTM D648检测抗压强度和耐热性，测得聚烯烃复合材料的抗压强度和热变形温度能达到76MPa、156℃，较未改性的聚烯烃材料相比分别提高了68.9%和73.3%；较传统填料滑石粉改性聚烯烃材料相比分别提高了52.0%和64.2%。

3、由于红柱石粉的成本低，约为碳酸钙和硫酸钡的价格的五分之一，所以本发明采用红柱石粉改性材料，降低了本发明的生产成本。

4、本发明的生产工艺简单，适于工业化生产。

具体实施方法

下面结合具体实施例对本发明内容进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本发明实质精神的简单限定，任何基于本发明实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本发明所要求保护的范围之内。

本发明的具体实施例如下：