[发明专利]一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法

说明书

本申请涉及高分子材料的领域，具体公开了一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法。一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，包括以下重量份物质：40‑50份聚丙烯、10‑20份增韧填料、2‑4份层状蒙脱土、3‑8份分散剂、2‑5份增容剂，所述增韧填料包括多分散性乙丙共聚嵌段物，所述分散剂包括硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸中的两种或多种；其制备方法为：S1、原料预混合；S2、熔融挤出。本申请的高韧性聚丙烯基纳米复合材料可用于玩具、汽车等领域，其具有高韧性、高强度且韧性均匀的优点。

技术领域

本申请涉及高分子材料的领域，尤其是涉及一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯基复合材料通常指的是以聚丙烯为基体，并在聚丙烯基体中添加其余的材料制备得到的复合材料。聚丙烯是丙烯通过加聚反应得到的聚合物，外观呈透明状且质轻，广泛应用于服装、毛毯等辖内制品、医疗器械、汽车、化工容器、玩具、食品、药品包装等领域。由于聚丙烯无臭、无毒害性，使得聚丙烯的应用尤为广泛。

聚丙烯材料通常作为弹性材料，弹性材料在使用过程中，经常会受到拉扯，较易出现破裂的可能性，使得聚丙烯产品损坏。目前，为了提高聚丙烯产品的使用寿命，通常采用在聚丙烯中添加增韧组分，通过增韧组分提高聚丙烯的韧性。

针对上述相关技术，发明人认为简单地在聚丙烯材料中加入增韧组分，由于增韧组分较易发生团聚，因此增韧组分在聚丙烯中的分散性不佳，导致聚丙烯复合材料存在韧性不佳的缺陷。

发明内容

为了聚丙烯复合材料存在韧性不佳的缺陷，本申请提供一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，采用如下的技术方案：

一种高韧性聚丙烯基纳米复合材料，包括以下重量份物质：40-50份聚丙烯、10-20份增韧填料、2-4份层状蒙脱土、3-8份分散剂、2-5份增容剂，所述增韧填料包括多分散性乙丙共聚嵌段物，所述分散剂包括硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸中的两种或多种。

通过采用上述技术方案，首先，本申请技术方案采用多分散性乙丙共聚嵌段物作为增韧填料，由于多分散性乙丙共聚物中包括无规共聚物、嵌段共聚物，并且形成多分散性的结构，提高了增韧填料与聚丙烯之间的相容性，通过协同作用，提高了纳米复合材料的韧性。同时，多分散性乙丙共聚嵌段物能够插入到聚丙烯球晶中，并且细化、分割聚丙烯球晶，提高了增韧填料在纳米复合材料中的分散效果。

其次，采用硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠以及硬脂酸相互配合，能够在填料表面接枝有硅烷、极性基团以及硬脂酸基团，一方面增加增韧填料之间的静电斥力，另一方面，提高增韧填料和聚丙烯之间的结合效果，使得纳米复合材料获得均匀的韧性。

优选的，所述增韧填料还包括木粉和硫酸钙晶须，所述多分散性乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须的质量比为2-3:3-4:1-2。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案采用多分散乙丙共聚嵌段物、木粉和硫酸钙晶须相互配合，由于木粉和多分散性乙丙共聚嵌段物具有较小的粒径，在聚丙烯内形成的孔洞小。通过硫酸钙晶须的加入，硫酸钙晶须呈纤维状结构，一方面，硫酸钙晶须的表面能够对增韧填料中的其余组分进行负载，降低增韧填料中其余组分发生团聚的可能性；另一方面，硫酸钙晶须的纤维结构能够对聚丙烯中的基材进行牵拉，增强纳米复合材料的韧性。

其次，在硫酸钙晶须牵拉聚丙烯材料的同时，通过负载于硫酸钙晶须上的增韧填料与聚丙烯较佳的相容性，提高了硫酸钙晶须与聚丙烯之间的结合效果，降低硫酸钙晶须缠结团聚现象的发生，因此纳米复合材料获得较为均匀的韧性。

优选的，所述硫酸钙晶须为经改性处理的硫酸钙晶须，所述改性处理包括以下步骤：按质量比1-6:10称量钛酸酯偶联剂和硫酸钙晶须，将钛酸酯偶联剂分散至丙酮中，得分散液，向分散液中加入硫酸钙晶须，搅拌，加热，回流，过滤、保留固体物，洗涤，烘干，得经改性处理的硫酸钙晶须。