[发明专利]一种改性耐高温聚丙烯材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性耐高温聚丙烯材料及其制备方法，所述改性耐高温聚丙烯材料包括改性聚丙烯75‑80份、玻璃纤维30‑37份、硅烷偶联剂11‑13份、成核剂1‑3份、热稳定剂0.8‑1.3份、抗氧剂0.3‑0.7份。改性聚丙烯由丙烯单体、苯乙烯、丙烯腈、马来酸酐、β‑环糊精、二氧化硅、二丁基锡二月桂酸酯经过多级反应制得；通过苯乙烯、丙烯腈与丙烯分段共聚，形成长链支化结构的聚丙烯分子，再填充改性二氧化硅；得到耐高温性能强，机械强度高的聚丙烯分子。加入玻璃纤维进一步增强聚丙烯耐温性和强度。本发明制备的聚丙烯材料具有耐高温、机械强度高的特点，配比设计合理，具有较高实用性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种改性耐高温聚丙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(简称PP)是一种半结晶型热塑性塑料，是目前使用最广泛、用量最大的有机合成型高分子树脂之一。聚丙烯具有优异的绝缘性、比重小、耐氯离子腐蚀、高透明性、耐受紫外线、对环境友好等优势；因其综合性能优异，性价比高，被广泛应用于电气绝缘开关、塑封材料、电器外壳、电缆管线、管道、汽车、家具、日用品等领域。但由于聚丙烯分子主链存在大量的叔碳原子，这些叔碳原子在受热的情况下会发生脱氢反应，生产高活性的烷基自由基，引发热降解反应；最终导致聚丙烯材料老化，表现为泛黄、无光泽、表面龟裂、力学性能大幅度下降等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性耐高温聚丙烯材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性耐高温聚丙烯材料及其制备方法；所述改性耐高温聚丙烯材料各原料组分如下，按重量份数计，改性聚丙烯75-80份、玻璃纤维30-37份、硅烷偶联剂11-13份、成核剂1-3份、热稳定剂0.8-1.3份、抗氧剂0.3-0.7份。

改性聚丙烯主要由丙烯单体、苯乙烯、丙烯腈、马来酸酐、改性二氧化硅反应制得；改性二氧化硅主要由β-环糊精、正硅酸四乙酯反应制得。成核剂为二(3,4-二甲基苄叉)山梨醇缩醛、二(对甲基苄叉)山梨醇缩醛、二苄叉山梨醇缩醛、2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基磷酸)碱式铝、2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠中的一种。硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂；热稳定剂为马来酸辛基锡、硫醇丁基锡中的一种；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂。

一种改性耐高温聚丙烯材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤；

(1)制备改性二氧化硅；

(2)制备改性聚丙烯；

(3)制备改性耐高温聚丙烯材料；

一种改性耐高温聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将十二烷基苯磺酸钠、硫氰酸钠、酒石酸溶解于氢氧化钠溶液中，滴加乙醇溶液，搅拌，注入正硅酸四乙酯，温度为35-40℃条件下反应，离心分离，无水乙醇洗涤，干燥，煅烧，制得二氧化硅；将β-环糊精溶解于二甲基甲酰胺中，搅拌，加入上述制备的二氧化硅、催化剂二丁基锡二月桂酸酯，升温至75-90℃条件下，反应，降温，丙酮溶剂洗涤，真空干燥，制得改性二氧化硅。

(2)取1/2质量的丙烯单体，成核剂、催化剂Ziegler-Natta加入反应器中，升高温度至70-80℃，聚合；降温，加入苯乙烯、丙烯腈、氢氧化钠溶液混合，搅拌，加入α-溴代异丁酸叔丁酯、溴化铜、2,2′-联吡啶；聚合；继续加入剩余1/2质量的丙烯单体，温度为70-80℃条件下，聚合，真空干燥，得到物质A；升温至125-135℃，至物质A完全熔融，加入马来酸酐，搅拌，滴加引发剂溶液，接枝反应；降温加入热稳定剂、抗氧剂，超声分散，真空干燥，制得物质B；

上述步骤中的引发剂溶液由引发剂和邻苯二甲酸二甲酯溶剂混配制得；所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、偶氮二异丁腈中的一种，引发剂添加量为丙烯单体质量的0.18-0.25％。