[发明专利]一种陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

该发明涉及一种陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是五大通用塑料之一，具有密度小、耐挠曲、强度高、绝缘性好、耐腐蚀等优势。不足之处是低温冲击性能较差、易老化、成型收缩率大。聚丙烯可用于汽车保险杠、包装材料、管材、片材、棒材、日用品等多领域。

目前，聚丙烯材料在耐磨性能和力学强度需要进一步提升。该发明采用聚丙烯、陶瓷聚合物、金属合金粉、聚硫橡胶、环氧硬脂酸辛酯制备了陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料具有优异的耐磨性能和力学强度。

发明内容

该发明的目的在于提供一种陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的耐磨性能和力学强度。

为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。

一种陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将钾粉、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐、十二烷基苯磺酸钠和甲基丙烯酸甲酯按照质量份数比为30：55～70：4～6：10～17加入到反应器中，搅拌速度为90～110r/min，维持体系温度20～26 ℃条件下反应0.5，得到改性钾粉；(2)、将硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铜、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐和改性钾粉按照质量份数比35：25～40：52～65：135～170：45～65加入到反应器中，搅拌速度为70～80r/min，维持体系温度20～25 ℃条件下反应0.3～1h，产物经过滤，80℃、-0.06MPa真空干燥0.5h，在氮气保护下，于600℃焙烧3h，产物经研磨、500mL乙醇洗涤3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，得到金属合金粉；(3)、将硅酸、钛酸、钨酸、钼酸、镓酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺和安息香甲醚按照质量份数比100：10～18：7～12：3～8：1～3：70～105：15～20：0.3～0.9加入到反应釜中，反应温度为30℃，反应0.5h，经1000 W汞灯光照5 s，在氮气保护下，于600℃焙烧3h，产物经研磨、500mL乙醇洗涤3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，即得到陶瓷聚合物；(4)、将聚丙烯、陶瓷聚合物、金属合金粉、聚硫橡胶、环氧硬脂酸辛酯、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸锌按照质量份数比100：26～37：22～35：12～18：7～13：3～8：6～13加入到开炼机中，用开炼机在温度186～220℃混合反应0.1～0.3h，用挤出机在温度196～230℃挤出造粒，即得到陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料。

该发明所述的陶瓷聚合物耐磨聚丙烯复合材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)、将钾粉、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐、十二烷基苯磺酸钠和甲基丙烯酸甲酯按照质量份数比为30：55～70：4～6：10～17加入到反应器中，搅拌速度为90～110r/min，维持体系温度20～26 ℃条件下反应0.5，得到改性钾粉；所述的1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐和甲基丙烯酸甲酯的目的为了降低钾粉的化学活性，提高钾粉储存和使用过程中的安全性。

(2)、将硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铜、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐和改性钾粉按照质量份数比35：25～40：52～65：135～170：45～65加入到反应器中，搅拌速度为70～80r/min，维持体系温度20～25 ℃条件下反应0.3～1h，产物经过滤，80℃、-0.06MPa真空干燥0.5h，在氮气保护下，于600℃焙烧3h，产物经研磨、500mL乙醇洗涤3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，得到金属合金粉；所述的硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铜的目的为了提供锌源、钙源、铜源的同时，生成的硬脂酸钾能提高生成的锌、钙、铜的分散性；所述的1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐的目的为了溶解硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铜以及提供反应所需场所。

(3)、将硅酸、钛酸、钨酸、钼酸、镓酸、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺和安息香甲醚按照质量份数比100：10～18：7～12：3～8：1～3：70～105：15～20：0.3～0.9加入到反应釜中，反应温度为30℃，反应0.5h，经1000 W汞灯光照5 s，在氮气保护下，于600℃焙烧3h，产物经研磨、500mL乙醇洗涤3次，60℃、-0.08MPa真空干燥0.5h，即得到陶瓷聚合物；所述的丙烯酸二甲氨基乙酯和丙烯酰胺的目的为了提高原料的分散性和稳定性。