[发明专利]一种聚丙烯复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及聚丙烯改性技术领域，且公开了一种聚丙烯复合材料，N‑Boc氨基乙基丙酸酯基二乙醇胺，含有两个羟乙基可以作为二醇单体，与二异氰酸酯单体在纤维素的羟基位点中发生接枝共聚，生成聚氨酯分子链，进一步脱去N‑boc保护，得到侧链氨基聚氨酯接枝纤维素，侧链的氨基再与环氧丙基十二烷基季铵盐进行反应，得到的侧链氨基聚氨酯接枝纤维素对聚丙烯进行共混改性，纤维素经过聚氨酯接枝修饰后，与聚丙烯的界面相容性更好，起到很好的增强改性效果，对聚丙烯的拉伸性能有明显提高，并且引入的烷基季铵盐具有很强的抗菌效果，赋予了聚丙烯优异的抗菌性能。

技术领域

本发明涉及聚丙烯改性技术领域，具体为一种聚丙烯复合材料及制备方法。

背景技术

聚丙烯作为广泛应用的通用塑料，具有加工性好、耐溶剂性优良、耐热性好等优点，在纺织业、农林业、机械制造业等行业有着重要的应用，为了提高聚丙烯的综合性能，拓展聚丙烯的发展和应用，近年来世界各国都在大力发展功能性聚丙烯复合材料。

目前可以利用聚氨酯、纤维素、聚酰亚胺等高分子生物质对聚丙烯进行增强改性，如论文《汽车内饰用汉麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究》，报道了利用汉麻纤维对聚丙烯增强改性，提高了材料的热稳定性和力学强度。《稀土成核剂改性的无规共聚聚丙烯抗菌塑料的性能表征》，报道了利用二氧化钛抗菌剂和有机季铵盐抗菌剂对聚丙烯抗菌改性，得到性能优良的抗菌塑料。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种聚丙烯复合材料，解决了聚丙烯抗菌性和力学性能不高的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种聚丙烯复合材料，制备方法为以下步骤：

S1：将100重量份数的侧链氨基聚氨酯接枝纤维素和30-70重量份数环氧丙基十二烷基季铵盐分散到N,N-二甲基甲酰胺中，加热至70-90℃，搅拌反应3-8h，得到侧链季铵盐聚氨酯接枝纤维素。

S2：将100重量份数的聚丙烯、2-10重量份数的侧链季铵盐聚氨酯接枝纤维素、0.2-0.4重量份的抗氧剂置于高速混合机中混合均匀，然后将物料置于双螺杆挤出机中，熔融并挤出母粒，得到聚丙烯复合材料。

优选的，所述侧链氨基聚氨酯接枝纤维素按照以下方法进行制备：

S3：将N-Boc氨基乙基丙烯酸酯和二乙醇胺加入到醇溶剂中，在40-70℃中搅拌反应6-12h，得到N-Boc氨基乙基丙酸酯基二乙醇胺。

S4：将12-20重量份数的N-Boc氨基乙基丙酸酯基二乙醇胺和100重量份数的纤维素加入到N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀后滴加40-55重量份数的二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，将粗产物置于到二氯甲烷中，分散均匀后在冰浴下滴加三氟乙酸，在室温下搅拌反应4-10h，得到侧链氨基聚氨酯接枝纤维素。

优选的，所述S3中N-Boc氨基乙基丙烯酸酯和二乙醇胺的反应摩尔比控制为1:1.2-1.5。

优选的，所述S4中二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯中的任一种。

优选的，所述S4中二月桂酸二丁基锡的用量为0.1-0.25％。

优选的，所述S4中聚合反应在氮气气氛中65-80℃中进行2-5h，

优选的，所述S4中三氟乙酸的用量为15-30％。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益技术效果：