專利名稱：：一種含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料的制作方法
技術領域：
：本發明提出一種主要由鈦酸鉀晶須和木粉復合改性增強聚丙烯的制備方法，屬于聚丙烯改性
技術領域：
。
背景技術：
：聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。有等規物、無規物和間規物三種構型，工業產品以等規物為主要成分。聚丙烯熔融溫度約174'C，密度為O.91克/厘米3,是最輕的通用塑料，具有強度高、硬度大、耐磨、耐彎曲疲勞、耐熱溫度達12(TC、耐濕和耐化學性優良、容易加工成型、價格低廉而應用廣泛的通用高分子材料.聚丙烯的主要缺點有二個，一是收縮率大，并由此而導致制品尺寸穩定性差，容易產生翹曲變形，二是低溫易脆斷.當然，同傳統工程塑料相比還存在模量低，耐熱性差及耐光、熱老化性能差等缺點。目前各行業使用的聚丙烯都是經過化學或物理改性的聚丙烯，如接枝、填充、復合等手段來克服聚丙烯的缺點。中國專利申請號01108594.0公開了一種微纖維/超微細粉末/聚丙烯復合材料，其中微纖維是無堿玻璃纖維、碳酸鈣晶須、硫酸鎂晶須或鈦酸鉀晶須中一種，無機超細粉末是硅石灰、滑石粉、碳酸鈣、云母粉、高嶺土、有機化層狀硅酸鹽或二氧化硅中的一種或幾種，來獲得性能優異的聚丙烯復合材料。中國申請專利號03129167.8還公開了一種含鈦酸鉀晶須和玻璃纖維的聚丙烯復合材料包括以下組分及含量(重量份)聚丙烯400-600、玻璃纖維150-400、鈦酸鉀晶須卜400、無機填料0-100、增塑劑50-200、其它助劑30-240。由于此發明采用在聚丙烯中加入鈦酸鉀晶須和玻璃纖維的方法，提高了聚丙烯的強度、耐沖擊性、耐熱性進一步提高，使聚丙烯的適用范圍更加廣闊。但是使用玻璃纖維改性過的制件脫模后易變形；制件表面一般比較粗糙；成型機械與模具受損嚴重等缺點.此外，玻璃纖維是由熔融玻璃拉成的纖維，它在高溫融化后非常容易重新凝固，這給塑料分類回收處理帶來了很大困難.
發明內容針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種含鈦酸鉀晶須和木粉為主的復合增強聚丙烯的方法。克服了聚丙烯拉伸強度、模量、沖擊性能低，收縮率大等缺點，使用該方法，可顯著提高聚丙烯的力學性能和熱穩定，而且制得的聚丙烯表面光滑平整，木粉來源廣泛，無污染，價格低廉，因此，本發明將具有較強的推廣前景。本發明是這樣實現的一種含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料，其特征在于，所述復合材料的重量份數比如下聚丙烯600-800木粉IOO-400鈦酸鉀晶須10-180無機填料O-100增韌劑o-ioo蠟粉0-50其它助劑10-150;其中，上述聚丙烯，其MFI3.8，等規指數〉96.6%,拉伸強度〉25MPa。上述鈦酸鉀晶須是六鈦酸鉀晶須，上述木粉的目數為80-100目，上述增韌劑，為選自辛烯與聚烯烴的共聚物(POE)、乙烯醋酸乙烯酯的共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)、苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物(SBS)其中的一種或幾種，上述其他助劑為相容劑、偶聯劑、抗氧劑、分子量調節劑，上述無機填料，為滑石粉、高嶺土、碳酸鈣其中一種或幾種。上述技術方案中，木粉與鈦酸鉀晶須的重量份數比優選木粉鈦酸鉀晶須=3:12:1，即，上述技術方案中木粉和鈦酸鉀晶須的重量份數為木粉150240，鈦酸鉀晶須為50120。所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)、偶聯劑為鈦酸正丁酯、抗氧劑為Ciba168、分子量調節劑為DowCorning潤滑劑，所述的六鈦酸鉀晶須，其密度為3.3g/cm3，長度為10~40陶，直徑為O.51.0陶，硬度為4以上，拉伸強度7GPa，拉伸模量280GPa，熔點為13501370。C，耐熱溫度為120(TC。所述的蠟粉使用Honeywell和Clariant品牌中的蠟粉，用來提高木粉與樹脂的黏結性和分散性。以聚丙烯PP作為基體，加入相容劑；將木粉在8(TC下干燥，將六鈦酸鉀晶須用鈦酸正丁酯處理后，在烘箱中干燥。隨后將木粉和無機填料、增韌劑、蠟粉以及其他助劑按上述技術方按的比例在混合機中混合，然后在擠出機中造粒，六鈦酸鉀晶須由側料口加入，即得含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料。六鈦酸鉀晶須的化學式為K206Ti02.六鈦酸鉀的晶體結構屬三斜晶系，在六鈦酸鉀的晶體結構中，Ti的配位數為6，以Ti06八面體通過共面和共棱連結而成連鎖的隧道狀結構，K+離子居于隧道的中間，隧道軸與晶體軸平行。本發明采用聚丙烯作為基體樹脂，加入相應的助劑，如相容劑、增韌劑、偶聯劑、抗氧劑、分子量調節劑等。使木粉和六鈦酸鉀晶須很好的與基體結合，特別是利用鈦酸鉀晶須優良的顯微填充效果，可彌補單一木粉填充聚丙烯表面粗糙，復合材料內部結構有缺陷，易產生應力集中，導致材料性能低下等缺點。木粉為大微米級填充材料，而六鈦酸鉀晶須是亞納米填充材料，兩者可以互補，實現在不同尺寸范圍的增強聚丙烯塑料。此外，六鈦酸鉀晶須具有很高的電絕緣性，耐熱性，隔熱性能和優異的紅外波長區域發射性能，膨脹系數與塑料相當，復合增強塑料相容性好，表現出良好的耐磨性、潤滑性，和化學穩定性。正是因為六鈦酸鉀晶須具有亞納米尺寸，通過將其表面處理后能與木粉顯著提高聚丙烯材料的力學性能，熱穩定性及尺寸穩定性。有益效果本發明采用在聚丙烯中加入鈦酸鉀晶須和木粉的方法，利用鈦酸鉀晶須具有的特殊性能，克服木粉填充塑料的表面粗糙的缺點，實現在不同尺寸上對聚丙烯的改性(木粉為大微米級，六鈦酸鉀晶須為亞納米級)，使聚丙烯中木粉與基體聚丙烯間的結合更加穩定，將原有改性的聚丙烯的強度、耐沖擊性、耐熱性進一步提高，同時還降低了聚丙烯熔體體系的黏度，使聚丙烯的適用范圍更加廣闊。圖1為實施例1的TG圖；其中曲線1為改性前PP熱失重圖，曲線2為改性后熱失重圖。具體實施例方式實施例1以等規聚丙烯PP作為基體，加入PP-g-MAH(馬來酸酐接枝聚丙烯)作為相容劑，將木粉和六鈦酸鉀晶須作為增強劑；將木粉在8(TC下干燥，將六鈦酸鉀晶須用鈦酸正丁酯處理后，在烘箱中干燥。隨后將木粉和無機填料、增靭劑、蠟粉以及其他助劑在混合機中混合，然后在擠出機中造粒，六鈦酸鉀晶須由側料口加入。隨后注塑成測試樣條，測量性能。其共混物組分含量如下(按重量份數計)等規聚丙烯pp650木粉150六鈦酸鉀晶須75相容劑PP-g-MAH100鈦酸正丁酯偶聯劑3無機填料50增韌劑(P0E)50臘粉(Honeywell)5潤滑齊ll(DowCorning)3抗氧劑(Ciba168)2其力學性能和熱性能如下表l實施例l性能比較性能指標拉伸強拉伸模彎曲強彎曲模沖擊強熱變形熱失重收縮率度(MPa)量(MPa)度量度(J/m)溫度T-5%(%)(MPa)(MPa)(°C)(。C)PP33.76375.5441.781028.2850.231353832.5改性后PP54.32587.7669.322348.2980.451604420.23實施例26在下述各實施例中，聚丙烯復合材料制備方法同實施例l，所采用的不同組成如表3所示。表2實施例2-、6的聚丙烯復合材料組分(按重量計)實施例2346PP600600600600600木粉300240200150150鈦酸鉀晶須608010060150相容劑100100100120140偶聯劑33457<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由實施例2可見，當木粉與鈦酸鉀晶須比例在5:l時，聚丙烯復合材料的性能沒有得到很大的改善，而當木粉與鈦酸鉀晶須比例在l:l時(實施例6)，且鈦酸鉀晶須含量大于10%時，由于過多的鈦酸鉀易于團聚，從而使聚丙烯復合材料的性能也沒有得到更大的提高，成本也相對高昂，而木粉與鈦酸鉀晶須比例在3:1-2:1時，聚丙烯復合材料綜合性能得到很大的提高，表面光滑平整、力學性能佳、收縮率小，且成本相對低廉，此外產品中六鈦酸鉀晶須易于回收利用，因而能進一步推廣聚丙烯的應用范圍。權利要求1、一種含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料，其特征在于，所述復合材料的重量份數比如下聚丙烯600-800木粉100-400鈦酸鉀晶須10-180無機填料0-100增韌劑0-100蠟粉0-50其它助劑10-150；其中所述聚丙烯的熔體流動指數＝2.8，等規指數>96.6％，拉伸強度>25Mpa，所述鈦酸鉀晶須是六鈦酸鉀晶須，所述木粉的目數為80-100目，所述增韌劑，為選自辛烯與聚烯烴的共聚物、乙烯醋酸乙烯酯的共聚物、聚乙烯、苯乙烯與丁二烯的嵌段共聚物中的一種或幾種，所述其他助劑為相容劑、偶聯劑、抗氧劑、分子量調節劑，所述無機填料，為滑石粉、高嶺土、碳酸鈣其中一種或幾種。2、如權利要求l所述的含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料，其特征在于，在所述復合材料的重量份數比中，木粉與鈦酸鉀晶須的比例為木粉鈦酸鉀晶須=(3:1)(2:1)。3、如權利要求l所述的含鈦酸鉀晶須和木粉的聚丙烯復合材料，其特征在于，所述的六鈦酸鉀晶須的密度為3.3g/cm3，長度為1040Mm，直徑為O.51.0陶，硬度為4以上，拉伸強度7GPa,拉伸模量280GPa，熔點為13501370。C，耐熱溫度為120(TC。全文摘要本發明涉及一種含木粉和鈦酸鉀晶須的聚丙烯復合材料，包括以下組分及含量(重量份)聚丙烯600-800、木粉100-400、鈦酸鉀晶須10-180、無機填料0-100、增韌劑0-100、蠟粉0-50、其它助劑10-150，其中木粉與鈦酸鉀晶須的最佳比例控制在3∶1～2∶1之間。由于本發明采用在聚丙烯中加入鈦酸鉀晶須和木粉的方法，實現了不同尺寸上對聚丙烯的改性，使聚丙烯中木粉與基體聚丙烯間的結合更加穩定，材料內部缺陷進一步減少，將原有改性的聚丙烯的強度、耐沖擊性、耐熱性進一步提高，同時還降低了聚丙烯熔體體系的黏度，使聚丙烯的適用范圍更加廣闊。文檔編號C08K13/00GK101544794SQ20091004980公開日2009年9月30日申請日期2009年4月23日優先權日2009年4月23日發明者付義術,汪濟奎,茅雙明,光趙,邱春長,郭衛紅申請人:華東理工大學