[发明专利]一种聚丙烯用增强增韧POSS母料及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种聚丙烯用增强增韧POSS母料及其制备方法。

二、背景技术

聚丙烯（PP）是一种热塑性聚合物，它的力学性能高，耐酸、碱及化学药品性突出，而且其生产成本比其他的热塑性聚合物更低，是世界上目前用量最大的通用树脂之一。但是PP也存在非常致命的缺点，如韧性差、成型收缩率大、易老化等。为提高PP的韧性，通常加入橡胶或热塑性弹性体，但韧性的提高是以牺牲PP宝贵的强度与刚性为代价。而采用无机纳米刚性粒子对PP进行改性，可实现同时增强与增韧。

添加无机纳米粒子改性PP，能够提高材料的多项力学性能和热力学性能，比如刚度、维卡软化点、抗蠕变性等。无机纳米粒子对PP力学性能的影响主要依赖于无机纳米粒子的形状、粒径大小、粒子团聚体大小、粒子表面特征和聚合物集体的性能。无机纳米粒子增强增韧PP必须满足两个条件：（1）粒子分散均匀，避免形成能够引发裂纹的大的粒子团聚体；（2）粒子必须与聚合物基体发生脱粘，从而使粒子周围能够发生无阻碍的塑性变形。

多面低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomericsilsesquioxane，简称POSS)是美国Hybrid Plastics公司面向全球开发的、用于高分子换代产品研制的新型分子分散型纳米增强剂。POSS是一类具有笼型分子结构的有机硅化合物，分子通式为(RSiO_1.5)_n，具有Si-O纳米结构的多面体无机框架核心，外围有有机基团包围。无机内核为材料提供良好的耐热性，外围有机基团可增加与聚合物集体的相容性，是制备无机/有机高分子纳米杂化材料良好的改性剂。

三、发明内容

本发明旨在提供一种聚丙烯用增强增韧POSS母料及其制备方法，以解决高含量的POSS分子在PP中分散性不好、易团聚、界面粘结不好的技术问题，从而达到增强增韧PP的目的。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明聚丙烯用增强增韧POSS母料，简称POSS母料，其原料按质量份数构成为：

PP树脂       100份，

表面处理剂   1-5份，

PP蜡         1-5份，

POSS         20-40份。

所述PP树脂的熔融指数为4-6g/10min。

所述PP树脂选自F401、K8303或T30S。

所述表面处理剂选自硬脂酸、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或几种。其中硅烷偶联剂优选KH-550，铝酸酯偶联剂优选DL-411，钛酸酯偶联剂优选TMC201。

所述表面处理剂优选硅烷偶联剂KH-550。

所述PP蜡为PP6105A，广州市创锦鑫化工科技有限公司生产。

所述POSS选自八甲基八硅倍半氧烷（八甲基POSS）、八异丁基八硅倍半氧烷（八异丁基POSS）或八异辛基八硅倍半氧烷（八异辛基POSS）。

所述POSS优选八异丁基八硅倍半氧烷。

本发明聚丙烯用增强增韧POSS母料的制备方法，按以下步骤操作：

1）将PP树脂、表面处理剂、PP蜡和POSS混合均匀后得到混合料；

2）将所述混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒得到POSS母料，双螺杆挤出机的温度控制在175-220℃，螺杆转速60-110转/分钟。

将本发明POSS母料与基体PP树脂按10-40:100的质量比混合，按常规方法熔融共混并注塑成型即得增强增韧PP。按照GB/T1040.1-2006、GB/T21189-2007、GB/T1633-2000标准测量增强增韧PP的拉伸强度、缺口冲击强度与维卡软化点。

本发明改善了高含量的POSS纳米粒子在基体PP树脂中的分散性，强化了界面粘结，从而对PP树脂起到了明显的增强增韧作用。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明POSS母料大大提高了POSS与基体PP树脂的相容性，进而提高了POSS在基体PP树脂中的分散性，避免形成能够引发裂纹的大的粒子团聚体，从而对基体PP树脂起到了明显的增强增韧作用。

2、本发明POSS母料的纳米笼型可以赋予PP良好的耐热性能。

3、本发明POSS母料的制备方法简单，可操作性强，适宜工业化生产。

四、附图说明