[发明专利]一种提高聚丙烯材料抗冲击强度的改性方法

说明书

技术领域

本发明属于聚丙烯材料加工技术领域，具体涉及一种提高聚丙烯材料抗冲击强度的改性方法。

背景技术

聚丙烯（PP）是一种综合性能优异的热塑性塑料，应用十分广泛，PP加工性能好，且屈服强度、拉伸强度、表面硬度比较优异，并有突出的耐应力开裂性和耐磨性，广泛应用于汽车、家用电器、建筑等行业，但PP也存在韧性差以及机械性能较低等缺点，作为结构材料使用时受到了很大限制，为了改善PP性能上的不足，国内外均对PP进行了不同的改性研究，发现PP可通过物理改性或化学改性得到不同性能的产品，填充改性可以明显改变塑料产品的性能，但在实现某些性能的同时必然会牺牲某些性能，填充改性聚丙烯具有降低成本、提高耐热性、提高刚性和降低成型收缩率等特点，填充无机物会影响伸长率和冲击强度，填充无机物的种类和添加量均会对材料的机械性能缠上较大的影响，同时无机材料的添加会存在容易出现团聚现象，造成粒子在聚合物中不均匀分散，不利于增韧效果，是聚合物与无机材料件不能有效的相容，进而影响改性效果，因此，需要对如何通过添加无机材料提高聚丙烯材料的抗冲击性能进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高聚丙烯材料抗冲击强度的改性方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种提高聚丙烯材料抗冲击强度的改性方法，包括以下步骤：

（1）准备材料：按重量份计，包括聚丙烯100份、氯化聚丙烯18-26份、含乙烯基芳族化合物6-10份、钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒8-12份、锰酸钾改性高岭土粉末14-18份、烧结铝矾土2-6份、抗氧剂1-2份；

所述钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒的制备方法：在质量浓度为75-80%的钛酸丁酯的乙醇溶液中，加入相当于其重量1.2-1.6%的冰醋酸，磁力搅拌后得到混合溶液，然后在混合溶液中加入质量浓度为2.5-3.4%硝酸钴乙醇溶液，搅拌至完全溶解后静置30-36小时，然后在电热烘箱中烘干，再在450℃的条件下热处理2-4小时，即得；

（2）将锰酸钾改性高岭土粉末和烧结铝矾土混合后，放入球磨罐中，在氩气氛围下球磨4-6小时，得到混合粉料备用；

（3）取氯化聚丙烯升温至95-105℃使其融化，然后加入含乙烯基芳族化合物和钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒保温搅拌反应20-40分钟，然后将至常温，得到中间料备用；

（4）将聚丙烯、中间料、混合粉料加入密炼机中，设定密炼机前段、中间段、后段温度均为180-200℃，在200-300转/分钟的条件下共混30-40分钟，经双螺杆挤出机挤出风干造粒。

作为对上述方案的进一步改进，所述锰酸钾改性高岭土粉末的方法为：将高岭土和煤粉按重量比10:3-5混合后在温度为750-850℃的条件下煅烧1-2小时，然后将煅烧后的混合料加入相当于其重量8-12倍的、质量浓度为2.2-2.8mol/L的锰酸钾溶液中，在温度为75-85℃的条件下水浴反应4-5小时后离心分离，经烘干、过滤，得到目数为200-280目的锰酸钾改性高岭土粉末。

作为对上述方案的进一步改进，所述含乙烯基芳族化合物为二乙烯甲苯、A-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯中的任意一种。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）中球磨重量比为20，转速为600-800转/分钟。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（4）中双螺杆挤出机螺筒各区温度应保持在180-200℃，螺杆转速为30-40转/分钟。

本发明中钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒为网络状结构，为锐钛矿相和金红石相的混合晶体，稳定性较好。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中利用锰酸钾改性高岭土粉末和烧结铝矾土球磨混合，得到重构粒子，能够均匀分布在聚丙烯材料中，氯化聚丙烯和含乙烯基芳族化合物对钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒进行改性，改善了钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒与聚丙烯之间的相容性，使两相结合力提高，能有效的在两相之间传递和分配应力和应变，钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒与重构粒子组合作用，能够有效提高其抗冲击性能，同时钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒能提高聚丙烯材料的抗老化性能，使聚丙烯组织结构均匀、致密性良好，强度较高。

具体实施方式

实施例1

一种提高聚丙烯材料抗冲击强度的改性方法，包括以下步骤：

（1）准备材料：按重量份计，包括聚丙烯100份、氯化聚丙烯22份、含乙烯基芳族化合物8份、钴掺杂改性纳米二氧化钛颗粒10份、锰酸钾改性高岭土粉末16份、烧结铝矾土4份、抗氧剂1.5份；