專利名稱：一種核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)是ー種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹(shù)脂，產(chǎn)品具有密度小、生產(chǎn)成本低、 透明度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)毒、易加工、抗沖擊強(qiáng)度、抗擾曲性以及電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)エ業(yè)、家用電器、電子、農(nóng)業(yè)、建筑包裝以及建材家具等方面具有廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為世界5大合成樹(shù)脂中發(fā)展速度最快的產(chǎn)品之一。但是聚丙烯收縮率大，并由此而導(dǎo)致制品尺寸穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生翹曲變形，而且剛性低、低溫易脆斷，制約了聚丙烯的進(jìn)ー步應(yīng)用。 滑石粉是ー種我國(guó)分布廣泛的無(wú)機(jī)礦物材料，作為填料填充有機(jī)高分子材料，可改善制品的剛性、尺寸穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性，可防止高溫蠕變，減少對(duì)成型機(jī)械的磨損，可使聚合物在通過(guò)填充提高硬度與抗蠕變性的同時(shí)，還可使聚合物的耐熱沖擊強(qiáng)度提高，可改善塑料的成型收縮率、制品的彎曲彈性模量及拉伸屈服強(qiáng)度。目前，滑石粉作為填料吋，多采用偶聯(lián)劑表面處理來(lái)改善與樹(shù)脂的相容性。但是現(xiàn)有エ藝普遍存在表面涂敷不均，偶聯(lián)劑用量過(guò)大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服滑石粉現(xiàn)有改性エ藝的缺陷，進(jìn)ー步提高滑石粉與聚丙烯的相容性，本發(fā)明提供一種核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括滑石粉的偶聯(lián)劑涂敷活化、活性滑石粉與有機(jī)單體進(jìn)行表面接枝聚合、經(jīng)ー系列處理制得核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料，滑石粉表面大量聚丙烯聚合物層的存在可有效改善滑石粉與聚丙烯樹(shù)脂的親和能力。一種核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(1)先將滑石粉與偶聯(lián)劑進(jìn)行混合，混合時(shí)間3 lOmin，得到經(jīng)偶聯(lián)劑活化的滑石粉；(2)加入甲苯和催化劑，通丙烯氣至丙烯溶解平衡，體系總壓カ維持在140kPa，溫度30 60°C，攪拌下聚合反應(yīng)1 池；產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，用醇洗滌數(shù)次，真空40 70°C下烘干， 稱重；即得到核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料。所述的滑石粉，是粒徑6000目 600目的滑石粉。所述的偶聯(lián)劑為乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯
基三甲氧基硅烷中的ー種。所述的催化劑為鈦系列載體型Ziegler-Natta催化劑，如北京化工研究院的 N-IVZiegler-Natta 催化劑。所述的醇為甲醇、乙醇、異丙醇或仲丁醇。
所述的滑石粉與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為100 0.1 2。所述的甲苯與活性滑石粉質(zhì)量比為6 20 1。所述的催化劑的質(zhì)量為加入甲苯質(zhì)量的0. 01% 0. 1%。所述的丙烯溶解平衡時(shí)的壓強(qiáng)為P = IOOkPa0本發(fā)明的有益效果是制得以滑石粉為核、以聚丙烯為殼的核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料，其表面被聚丙烯均勻覆蓋，并形成滑石粉與聚丙烯之間經(jīng)偶聯(lián)劑共價(jià)鍵相連的特殊結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的形成可有效提高滑石粉與聚丙烯的表面親和力，填充后改善聚丙烯的性能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩描述。實(shí)施例1(1)、將過(guò)600目篩的滑石粉200g與偶聯(lián)劑乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷 0. 2g共混3min，得經(jīng)偶聯(lián)劑活化的滑石粉；(2)、在600g甲苯中攪拌下加入上述活性滑石粉40g，維持IOmin形成穩(wěn)定懸浮體； 加入0.06g N-IV型引發(fā)劑，通丙烯氣至丙烯溶解平衡(P = IOOkPa),體系總壓カ維持在 140kPa，溫度30°C，攪拌下聚合反應(yīng)lh。產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，用酒精洗滌數(shù)次，真空40°C下烘干，稱重；即得到核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料。復(fù)合材料填充PP，經(jīng)擠出、注塑制樣，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例2(1)將6000目的滑石粉200g與偶聯(lián)劑乙烯基三(β _甲氧基乙氧基)硅烷4g共混lOmin，得經(jīng)偶聯(lián)劑活化的滑石粉；(2)在1200g甲苯中攪拌下將上述活性滑石粉全部加入，維持IOmin形成穩(wěn)定懸浮體。加入1.2g N-IV型引發(fā)劑，通丙烯氣至丙烯溶解平衡(P = lOOkPa)，體系總壓カ維持在140kPa，溫度60°C，攪拌下聚合反應(yīng)池。產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，用酒精洗滌數(shù)次，真空70°C下烘
干，稱重。復(fù)合材料填充PP，經(jīng)擠出、注塑制樣，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例3(1)將3000目的滑石粉200g與偶聯(lián)劑乙烯基三(β _甲氧基乙氧基)硅烷2g共混5min，得經(jīng)偶聯(lián)劑活化的滑石粉；(2)在600g甲苯中攪拌下加入上述活性滑石粉100g，維持IOmin形成穩(wěn)定懸浮體。加入0. 3g N-IV型引發(fā)劑，通丙烯氣至丙烯溶解平衡(P= IOOkPa),體系總壓カ維持在 140kPa，溫度60°C，攪拌下聚合反應(yīng)2h。產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，用酒精洗滌數(shù)次，真空50°C下烘干，稱重。復(fù)合材料填充PP，經(jīng)擠出、注塑制樣，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。表 1
填充量 %拉伸強(qiáng)度MPa (GB/T1040)缺ロ沖擊強(qiáng)度KJ/m2 (GB/T 1843)收縮率％ (GB/T 17037)對(duì)比例1022.4322.1實(shí)施例14051.8190.7實(shí)施例24068.0240.5實(shí)施例34071.1290.5在一定填充量下，所制備核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料可有效提高聚丙烯剛性和尺寸穩(wěn)定性，而韌性損失很小。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的掲示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)先將滑石粉與偶聯(lián)劑進(jìn)行混合，混合時(shí)間3 lOmin，得到經(jīng)偶聯(lián)劑活化的滑石粉。(2)加入甲苯和催化劑，通丙烯氣至丙烯溶解平衡，體系總壓カ維持在140kPa，溫度 30 60°C，攪拌下聚合反應(yīng)1 池；產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，用醇洗滌數(shù)次，真空40 70°C下烘干，稱重；即得到核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干所述的滑石粉為粒徑6000目 600目的滑石粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干所述的催化劑為鈦系列載體型 Ziegler-Natta 催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的鈦系列載體型Ziegler-Natta催化劑選自北京化工研究院的N-IV Ziegler-Natta催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的醇為甲醇、乙醇、異丙醇或仲丁醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的滑石粉與偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為 100 0. 1 2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的甲苯與活性滑石粉質(zhì)量比為6 20 1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的催化劑的質(zhì)量為加入甲苯質(zhì)量的 0. 01% 0. 1%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的丙烯溶解平衡時(shí)的壓強(qiáng)為P= lOOkPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料制備方法。該方法包括以下步驟先將滑石粉與偶聯(lián)劑進(jìn)行混合，混合時(shí)間3～10min，得到經(jīng)偶聯(lián)劑活化的滑石粉；然后加入甲苯和催化劑，通丙烯氣至丙烯溶解平衡，體系總壓力維持在140kPa，溫度30～60℃，攪拌下聚合反應(yīng)1～3h。產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾，用醇洗滌數(shù)次，真空40～70℃下烘干，稱重；即得到核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料。該法制得的核殼型滑石粉-聚丙烯復(fù)合材料的材料表面被聚丙烯均勻覆蓋，并形成聚丙烯與滑石粉之間經(jīng)偶聯(lián)劑的共價(jià)鍵相連的特殊結(jié)構(gòu)，用于填充聚丙烯，相容性好，能大幅度提高聚丙烯的強(qiáng)度、韌性、耐熱性和阻隔性，增加制品尺寸穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C08F292/00GK102585118SQ20111000706
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者費(fèi)彬 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司