本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化材料材料及其制備方法,具體涉及改性磷酸鹽玻璃和改性聚丙烯復(fù)合材料。
背景技術(shù):磷酸鹽玻璃(Pglass)是一種具有類似聚合物的小型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)玻璃,它擁有玻璃化溫度低、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn),而且它在很寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)都表現(xiàn)出牛頓流體的流變學(xué)行為。向磷酸鹽玻璃中引入不同的陽(yáng)離子可得到結(jié)構(gòu)和特性各不相同的磷酸鹽玻璃,如鉛磷酸鹽玻璃、鋅堿磷酸鹽玻璃和錫氟磷酸鹽玻璃等,其中錫氟磷酸鹽玻璃(TFPglass)是目前重點(diǎn)研究的對(duì)象。錫氟磷酸鹽玻璃具有較低的玻璃化溫度(Tg約為55-155℃),其處于大多數(shù)聚合物的加工溫度范圍內(nèi),易于與絕大多數(shù)商品樹(shù)脂(如LDPE等)熔融共混制備雜化材料,不存在高填料下雜化材料加工困難的問(wèn)題,且其表現(xiàn)出許多獨(dú)特的流變學(xué)行為。雖然錫氟磷酸鹽玻璃/聚合物雜化材料表現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能,但由于錫氟磷酸鹽玻璃中-OH含量較高,且極性很強(qiáng),與聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等非極性聚合物所形成的雜化材料表面能大,相容性較差,導(dǎo)致雜化材料的性能受到影響,這將會(huì)使錫氟磷酸鹽玻璃在雜化材料領(lǐng)域的發(fā)展受到極大的限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明用硅烷偶聯(lián)劑如KH-550對(duì)錫氟磷酸鹽玻璃進(jìn)行表面改性處理、用馬來(lái)酸酐和苯乙烯對(duì)聚丙烯進(jìn)行接枝處理,并制備出改性的錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。經(jīng)改性處理的錫氟磷酸鹽玻璃表面能下降,在聚合物基體中的分散性得到改善,而經(jīng)接枝處理的聚丙烯與改性后的錫氟磷酸鹽玻璃形成弱鍵作用,增強(qiáng)了雜化材料兩相的相互作用,提高了其相容性,并使其力學(xué)性能有所提升。本發(fā)明的目的在于提供一種改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料及其制備方法,這種改性雜化材料具有較好的兩相相容性,并且能保持較高的力學(xué)性能。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案,提供一種改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料,所述的雜化材料包括以下組分或由以下原料組分制備得到或:硅烷改性錫氟磷酸鹽玻璃10-30重量份,優(yōu)選15-25重量份接枝改性聚丙烯70-90重量份,優(yōu)選75-85重量份抗氧劑0.1-5.0重量份,優(yōu)選0.3-3重量份,更優(yōu)選0.4-2重量份。一般來(lái)說(shuō),上述材料呈現(xiàn)為混合物或?yàn)榱A系男问?,或呈現(xiàn)為成型制品如模塑制品、擠塑制品、注塑制品或?qū)訝钪破坊虮∧ぶ破返男问?。一般,改性錫氟磷酸鹽玻璃所用改性劑為硅烷偶聯(lián)劑,更優(yōu)選為含氨基或羥基官能團(tuán)的二烷氧基硅烷類或三烷氧基硅烷類改性劑,優(yōu)選為γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。接枝改性聚丙烯所用接枝改性劑為馬來(lái)酸酐,它的接枝率(基于聚丙烯)為1.5-6.5wt%,優(yōu)選1.6-6.0wt%,更優(yōu)選1.7-5.5,更優(yōu)選1.8-5.0,更優(yōu)選2-4.5wt%,更優(yōu)選2.5-4wt%。更優(yōu)選,接枝改性劑為馬來(lái)酸酐和苯乙烯類單體配合或兩者的結(jié)合,馬來(lái)酸酐和苯乙烯類單體的接枝率分別為1.0-4.5wt%(優(yōu)選1.3-4.2wt%,優(yōu)選1.5-3.8,更優(yōu)選1.7-3.5wt%)和0.5-4.0wt%(優(yōu)選0.8-3.7wt%,優(yōu)選1.0-3.5,更優(yōu)選1.2-3.2wt%)。兩者的累計(jì)接枝率(基于聚丙烯)為1.5-6.5wt%,優(yōu)選1.6-6.0wt%,更優(yōu)選1.7-5.5,更優(yōu)選1.8-5.0,更優(yōu)選2-4.5wt%,更優(yōu)選2.5-4wt%。在本發(fā)明中,對(duì)于抗氧劑沒(méi)有特殊的要求,現(xiàn)有技術(shù)中常用的抗氧劑都可用于本發(fā)明中,例如抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案,提供改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的制備方法,其特征在于該方法包括以下步驟:(1)硅烷改性錫氟磷酸鹽玻璃的制備:用有機(jī)溶劑將硅烷偶聯(lián)劑(如KH-550)配成一定濃度(如2-30wt%,更優(yōu)選3-25wt%,更優(yōu)選4-20wt%)的硅烷偶聯(lián)劑溶液,攪拌(例如3min-1h,如5min-30min);取30重量份錫氟磷酸鹽玻璃與0.5-3重量份(如1-2重量份)硅烷偶聯(lián)劑溶液在升高的溫度(如60-95℃,優(yōu)選70-90℃)下攪拌混合,然后干燥和粉碎[例如在75℃-85℃水浴加熱的燒杯中混合并持續(xù)攪拌,充分?jǐn)嚢?.5-3h(如1h)后放入70-100(如90℃)鼓風(fēng)干燥箱中干燥并研磨分散],獲得硅烷改性錫氟磷酸鹽玻璃;(2)改性聚丙烯的制備:(2.1)稱取100重量份的PP粉加入混合器中,向其中加入1.5-6.5重量份(優(yōu)選1.6-6.0重量份,更優(yōu)選1.7-5.5重量份,更優(yōu)選1.8-5.0重量份,更優(yōu)選2-4.5重量份,更優(yōu)選2.5-4重量份)的MAH、0.15-0.55重量份的自由基引發(fā)劑(如0.2重量份DCP和0.1重量份AIBN)進(jìn)行攪拌、混合而獲得混合物,然后將混合物轉(zhuǎn)移到單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中通過(guò)該擠出機(jī)進(jìn)行反應(yīng)擠出并造粒,然后任選地進(jìn)行烘干,獲得接枝改性聚丙烯粒料;或(2.2)稱取100重量份的聚丙烯(PP)粉加入混合器中,向其中加入1.0-4.5重量份(優(yōu)選1.3-4.2重量份,優(yōu)選1.5-3.8重量份,更優(yōu)選1.7-3.5重量份)的MAH、0.15-0.55重量份的自由基引發(fā)劑(如0.2重量份DCP和0.1重量份AIBN)進(jìn)行攪拌、混合,并且在攪拌的同時(shí),向所得混合物中滴加0.5-4.0重量份(0.8-3.7重量份,優(yōu)選1.0-3.5重量份,更優(yōu)選1.2-3.2重量份)的苯乙烯類單體,滴加完后保持繼續(xù)攪拌混合一段時(shí)間(如3-30min);然后將混合物轉(zhuǎn)移到單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中通過(guò)該擠出機(jī)進(jìn)行反應(yīng)擠出并造粒,然后任選地進(jìn)行烘干,獲得接枝改性聚丙烯粒料,其中馬來(lái)酸酐和苯乙烯類單體兩者的合計(jì)用量(基于聚丙烯)為1.5-6.5重量份(優(yōu)選1.6-6.0重量份,更優(yōu)選1.7-5.5,更優(yōu)選1.8-5.0,更優(yōu)選2-4.5,更優(yōu)選2.5-4重量份);或馬來(lái)酸酐和苯乙烯類單體的用量(wt)為1-2:1,優(yōu)選1.2-1.8:1;和(3)改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的制備:硅烷改性錫氟磷酸鹽玻璃10-30重量份,優(yōu)選15-25重量份接枝改性聚丙烯70-90重量份,優(yōu)選75-85重量份抗氧劑0.1-5.0重量份,優(yōu)選0.3-3重量份,更優(yōu)選0.4-2重量份按上述質(zhì)量配方組成將原料混合均勻,通過(guò)注塑機(jī)或螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融加工,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料(例如經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)于180℃下熔融共混5min,并擠出注模,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料)。一般來(lái)說(shuō),步驟(1)中的有機(jī)溶劑是或選自于下列這些中的一種或兩種或更多種:a)C2-來(lái)說(shuō)C8醇類有機(jī)溶劑,b)C2-C10有機(jī)酸類溶劑或C2-C10有機(jī)酸酐類溶劑c)C2-C10有機(jī)酸C1-C8烴基酯類有機(jī)溶劑,d)醚類有機(jī)溶劑,e)酮類有機(jī)溶劑,f)砜類有機(jī)溶劑,g)亞砜類有機(jī)溶劑,或h)內(nèi)酰胺類有機(jī)溶劑。更優(yōu)選的是,所述有機(jī)溶劑是或選自于下列這些中的一種或兩種或更多種:a)C2-C6醇類有機(jī)溶劑,b)C2-C7有機(jī)酸類溶劑或C2-C7有機(jī)酸酐類溶劑c)選自于下列這些中的酸酯類有機(jī)溶劑:甲酸乙酯,甲酸丙酯,甲酸丁酯,乙酸乙酯,乙酸丙酯,乙酸正丁酯,乙酸仲丁酯,丙酸甲酯,丙酸乙酯,丙酸丙酯,丁酸甲酯或丁酸乙酯,丁內(nèi)酯,戊內(nèi)酯,己內(nèi)酯,d)選自于下列這些中的醚類有機(jī)溶劑:二乙醚,二丙基醚,二丁基醚,甲基乙基醚,二異丙基醚,或甲氧基苯,e)選自于下列這些中的酮類有機(jī)溶劑:丙酮,丁酮,戊酮,苯基甲基酮,苯基乙基酮或己酮,環(huán)己酮,f)選自于下列這些中的砜類溶劑:二苯基砜,二甲基砜,二乙基砜,二丙基砜,二丁基砜或二戊基砜,g)選自于下列這些中的亞砜類有機(jī)溶劑:二苯基亞砜,二甲基亞砜,二乙基亞砜,二丙基亞砜,二丁基亞砜或二戊基亞砜,或h)選自于下列這些中的內(nèi)酰胺類有機(jī)溶劑:N-甲基吡咯烷酮或N-乙基吡咯烷酮;優(yōu)選的是,所述有機(jī)溶劑是C2-C5有機(jī)醇類,或C3-C6有機(jī)酮類,如丙酮、丁酮,戊酮、己酮、環(huán)己酮。優(yōu)選,步驟(1)中的硅烷偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑KH-550,更優(yōu)選的是用有機(jī)溶劑將硅烷偶聯(lián)劑KH-550配制一定濃度(如2-30wt%,更優(yōu)選3-25wt%,更優(yōu)選4-20wt%)的硅烷偶聯(lián)劑溶液。在本申請(qǐng)中的苯乙烯類單體選自于苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯。優(yōu)選的是,步驟(3)中熔融加工的溫度為180-190℃。優(yōu)選的是,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料為粒料,或?yàn)槌尚椭破啡缒K苤破?、擠塑制品、注塑制品或?qū)訝钪破?,例?5×10×2mm的啞鈴狀樣條。進(jìn)一步,本發(fā)明提供一種改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料,所述的雜化材料由以下原料組分制備得到:改性錫氟磷酸鹽玻璃10-30重量份改性聚丙烯70-90重量份抗氧劑0.4重量份本發(fā)明材料中改性錫氟磷酸鹽玻璃所用改性劑為γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。本發(fā)明材料中改性聚丙烯所用改性劑為馬來(lái)酸酐和苯乙烯類單體配合,例如兩者的接枝率為1.5%-5.0wt%。本發(fā)明材料中抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)。更進(jìn)一步,提供一種改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的制備方法,該方法包括以下步驟:(1)改性錫氟磷酸鹽玻璃的制備:按配比重量份將硅烷偶聯(lián)劑KH-550配成有機(jī)醇和/或有機(jī)酮溶液,攪拌5min。取30重量份錫氟磷酸鹽玻璃與1重量份硅烷偶聯(lián)劑溶液在75℃水浴加熱的燒杯中混合并持續(xù)攪拌。充分?jǐn)嚢?h后放入90℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥并研磨分散。(2)改性聚丙烯的制備:稱取100重量份的PP粉,向其中加入1.5重量份MAH、0.2重量份DCP和0.1重量份AIBN,將稱好的試劑簡(jiǎn)單混勻后倒入高速混料機(jī)中開(kāi)始混料,同時(shí)向正在混合中的試樣慢慢滴加5-10ml苯乙烯。滴加完后保持混料機(jī)混料狀態(tài)5min直至所有試劑混合均勻,然后將混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中,在引發(fā)劑AIBN和DCP的作用下熔融接枝,并擠出造粒。將制成的試樣粒料烘干。(3)改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的制備:改性錫氟磷酸鹽玻璃10-30重量份改性聚丙烯70-90重量份抗氧劑0.4重量份按上述質(zhì)量配方組成將原料混合均勻,經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)于180℃下熔融共混5min,并擠出注模,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。優(yōu)選的是,步驟(1)中的有機(jī)醇和/或有機(jī)酮溶液優(yōu)選有機(jī)醇溶液,進(jìn)一步優(yōu)選為乙醇。優(yōu)選的是,步驟(1)中按配比重量份將硅烷偶聯(lián)劑KH-550配成5wt%的乙醇溶液。優(yōu)選的是,步驟(3)中的熔體溫度為180-190℃。優(yōu)選的是,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料為35×10×2mm的啞鈴狀樣條。本發(fā)明還提供上述材料用于制造聚丙烯模塑制品、注塑制品、擠塑制品的用途。本發(fā)明的有益技術(shù)效果硅烷偶聯(lián)劑KH-550水解后生成的硅烷醇和磷酸鹽玻璃表面的-OH反應(yīng),形成硅氧烷,使得磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料有機(jī)相和無(wú)機(jī)相之間的聯(lián)系增強(qiáng),形成了較強(qiáng)的界面相互作用,而聚丙烯經(jīng)過(guò)馬來(lái)酸酐接枝后其分子鏈段上具有C=O基團(tuán)(羰基),羰基與改性磷酸鹽玻璃上的-OH基團(tuán)形成了弱鍵作用,進(jìn)一步增強(qiáng)了TFP/PP-g-MAH雜化材料的兩相相互作用,所以PP改性后與改性磷酸鹽玻璃的結(jié)合更好。1、本發(fā)明制備的改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料具有較好的兩相相容性,并且其力學(xué)性能相比較未改性的雜化材料也有較大提升。大部分填料粒子都較好的包覆于聚合物基體中,沒(méi)有明顯的相分離,其雜化材料的兩相界面比圖2中雜化材料的兩相界面更模糊,說(shuō)明改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料具有較為良好的兩相相容性。2、本發(fā)明制備的改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料力學(xué)強(qiáng)度較高,耐熱性能、電絕緣性能、耐腐蝕性能也好;拉伸強(qiáng)度提高;斷裂伸長(zhǎng)率增大、韌性提高。3.本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單,易于操作,無(wú)需復(fù)雜設(shè)備。本發(fā)明所述“錫氟磷酸鹽玻璃”參照了美國(guó)專利US4379070以氟化亞錫53份,氧化亞錫18份,五氧化二磷29份為主要原料并通過(guò)一步熔融法制得的錫氟磷酸鹽玻璃粉末。“馬來(lái)酸酐”可以作為接枝物接枝到PP上,也叫順丁烯二酸酐。天津市薄地化工有限公司,分析純。簡(jiǎn)稱“MAH”。馬來(lái)酸酐接枝相容劑通過(guò)引入強(qiáng)極性反應(yīng)性基團(tuán),使材料具有高的極性和反應(yīng)性,是一種高分子界面偶聯(lián)劑、相容劑、分散促進(jìn)劑。主要用于無(wú)鹵阻燃、填充、玻纖增強(qiáng)、增韌,金屬粘結(jié)、合金相容等。能大大提高復(fù)合材料的相容性和填料的分散性,提高產(chǎn)品性能。馬來(lái)酸酐的接枝率太低,聚丙烯自身的結(jié)晶結(jié)構(gòu)沒(méi)有被充分破壞,極性仍然不夠,復(fù)合材料的性能不理想,但是,單純(過(guò)分)提高馬來(lái)酸酐的接枝率,從而導(dǎo)致制成的產(chǎn)品的極性過(guò)高,所制備的復(fù)合材料的耐水性、耐候性、個(gè)別強(qiáng)度性能(如模量下降)等性能受到影響。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn),同時(shí)接枝馬來(lái)酸酐和苯乙烯,兩者的合并接枝,既破壞了聚丙烯的結(jié)晶結(jié)構(gòu)(該結(jié)晶影響聚丙烯的性能),也不降低耐水性、耐候性等等。在生產(chǎn)工藝中,同時(shí)控制馬來(lái)酸酐和苯乙烯的用量,可以很好的獲得耐水性好,耐候性強(qiáng)的改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。在聚丙烯上同時(shí)接枝馬來(lái)酸酐和苯乙烯,在應(yīng)用過(guò)程中減少了錫氟磷酸鹽玻璃從聚丙烯基質(zhì)中的滲出,能夠長(zhǎng)時(shí)間保持制品的各種性能,并延長(zhǎng)制品的使用壽命?!氨揭蚁笨梢钥刂品磻?yīng)中馬來(lái)酸酐的接枝率,同時(shí)控制材料的耐水性、耐候性等性能。西隴化工股份有限公司,分析純。“抗氧化劑”是一種防止塑料加工過(guò)程中由于高溫而氧化的試劑。可以防止式樣氧化變黃。本發(fā)明的抗氧劑1010為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯,型號(hào)1010,南京寧康化工有限公司。抗氧劑1010對(duì)聚丙烯、聚乙烯有卓越的抗氧化性能。可有效地延長(zhǎng)制品的使用期限。抗氧劑1010能有效地防止聚合物材料在長(zhǎng)期老化過(guò)程中的熱氧化降解,同時(shí)也是一種高效的加工穩(wěn)定劑,能改善聚合物材料在高溫加工條件下的耐變色性?!肮柰榕悸?lián)劑”為γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550),它是優(yōu)異的粘結(jié)促進(jìn)劑,可用于聚氨酯、環(huán)氧、腈類、酚醛膠粘劑和密封材料,可改善顏料的分散性并提高對(duì)玻璃、鋁、鐵金屬的粘合性,也適用于聚氨酯、環(huán)氧和丙烯酸乳膠涂料。硅烷偶聯(lián)劑是一類在分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團(tuán)的有機(jī)硅化合物,其經(jīng)典產(chǎn)物可用通式Y(jié)SiX3表示。KH550通式為NH2RSi(OCH2)3。式中,R為烷基基團(tuán)。-OCH2基團(tuán)能水解產(chǎn)生-OH,由于這一特殊結(jié)構(gòu),在其分子中同時(shí)具有能和無(wú)機(jī)質(zhì)材料(如玻璃、硅砂、金屬等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)及與有機(jī)質(zhì)材料(合成樹(shù)脂等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán),可以用于表面處理。廠家為南京裕德恒精細(xì)化工有限公司,型號(hào)就是KH-550,全稱為γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。KH-550是一種優(yōu)良的玻璃纖維處理劑,提高了復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度,電性能和抗老化性能。KH-550有助于本發(fā)明的粘結(jié)性及耐水性。“DCP”為過(guò)氧化二異丙苯,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。“AIBN”為偶氮二異丁腈,分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠?!熬郾?PP)”型號(hào)1159,茂名實(shí)華東成化工有限公司。乙醇是用來(lái)溶解KH550的,可以使KH550產(chǎn)生水解并抑制其發(fā)生自聚。本發(fā)明中所用到的試劑“乙醇”為化學(xué)領(lǐng)域常用試劑,市場(chǎng)上均有銷售。“任選地”表示進(jìn)行或不進(jìn)行。除非另有定義或說(shuō)明,本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。本文未詳述的技術(shù)方法,均為本領(lǐng)域常用的技術(shù)方法。附圖說(shuō)明圖1為下面實(shí)施例2中雜化材料的脆斷面掃描電鏡圖。圖2為對(duì)比實(shí)施例2中雜化材料的脆斷面掃描電鏡圖。具體實(shí)施方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明,以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述,但并非對(duì)本發(fā)明的限制,應(yīng)當(dāng)理解,這些描述只是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn),而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。凡依照本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容所作的任何本領(lǐng)域的等同替換,均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1(1)改性錫氟磷酸鹽玻璃的制備:取3重量份5wt%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550溶液,與90重量份錫氟磷酸鹽玻璃混合均勻,并在75℃水浴加熱的燒杯中持續(xù)攪拌。充分?jǐn)嚢?h后放入90℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h,研磨分散。(2)改性聚丙烯的制備:稱取100重量份的PP粉,向其中加入3.5重量份MAH、0.2重量份DCP和0.1重量份AIBN,將稱好的試劑簡(jiǎn)單混勻后倒入高速混料機(jī)中開(kāi)始混料,同時(shí)向正在混合中的試樣慢慢滴加2.5重量份苯乙烯。滴加完后保持混料機(jī)混料狀態(tài)5min直至所有試劑混合均勻,然后將混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中,在引發(fā)劑AIBN和DCP的作用下熔融接枝,并擠出造粒。將制成的試樣粒料烘干。水解法或用乙酸乙酯抽提該試樣中的游離馬來(lái)酸酐,測(cè)得馬來(lái)酸酐的接枝率為2.8wt%;用四氫呋喃抽提產(chǎn)物中的游離苯乙烯,從而測(cè)得苯乙烯的接枝率為2.1wt%。(3)改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的制備:將10重量份錫氟磷酸鹽玻璃、90重量份改性聚丙烯以及0.4重量份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均勻,經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)熔融共混5min,并擠出注模,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。加工溫度:180℃,所制得樣品為35×10×2mm的啞鈴狀樣條。實(shí)施例2將實(shí)施例1中制備的改性錫氟磷酸鹽玻璃30份、改性聚丙烯70份以及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.4重量份份混合均勻,經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)熔融共混5min,并擠出注模,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。加工溫度:190℃,所制得樣品為35×10×2mm的啞鈴狀樣條。對(duì)比實(shí)施例1將10重量份未經(jīng)改性處理的TFP和90重量份均聚丙烯以及0.4重量份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均勻,經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)熔融共混5min,并擠出注模,制得錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。加工溫度:180℃,所制得樣品為35×10×2mm的啞鈴狀樣條。對(duì)比實(shí)施例2將30重量份未經(jīng)改性處理的TFP和70重量份均聚丙烯以及0.4重量份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均勻,經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)熔融共混5min,并擠出注模,制得錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。加工溫度:190℃,所制得樣品為35×10×2mm的啞鈴狀樣條。對(duì)比實(shí)施例3將30重量份硅烷改性處理的TFP(與實(shí)施例1中同樣地改性)和70重量份均聚丙烯以及0.4重量份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均勻,經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)熔融共混5min,并擠出注模,制得錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。加工溫度:190℃,所制得樣品為35×10×2mm的啞鈴狀樣條。實(shí)施例3(1)改性錫氟磷酸鹽玻璃的制備:取3重量份5wt%的硅烷偶聯(lián)劑KH-550溶液,與90重量份錫氟磷酸鹽玻璃混合均勻,并在75℃水浴加熱的燒杯中持續(xù)攪拌。充分?jǐn)嚢?h后放入90℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h,研磨分散。(2)改性聚丙烯的制備:稱取100重量份的PP粉,向其中加入6.5重量份MAH、0.2重量份DCP和0.1重量份AIBN,將稱好的試劑簡(jiǎn)單混勻后倒入高速混料機(jī)中開(kāi)始混料。保持混料機(jī)混料狀態(tài)5min直至所有試劑混合均勻,然后將混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)的加料桶中,在引發(fā)劑AIBN和DCP的作用下熔融接枝,并擠出造粒。將制成的試樣粒料烘干。馬來(lái)酸酐的接枝率為6.2%。(3)改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的制備:將30重量份錫氟磷酸鹽玻璃、70重量份改性聚丙烯以及0.4重量份四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均勻,經(jīng)過(guò)微型注塑機(jī)熔融共混5min,并擠出注模,制得改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料。加工溫度:190℃,所制得樣品為35×10×2mm的啞鈴狀樣條。將實(shí)施例2和對(duì)比實(shí)施例2用日立的冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡S-4800進(jìn)行脆斷面表面形貌對(duì)比。附圖中,圖1和圖2分別為實(shí)施例2和對(duì)比實(shí)施例2的脆斷面掃描電鏡圖。對(duì)比圖1與圖2可發(fā)現(xiàn)圖1中的改性錫氟磷酸鹽玻璃在改性聚丙烯中的團(tuán)聚現(xiàn)象得到明顯改善,且大部分填料粒子都較好的包覆于聚合物基體中,沒(méi)有明顯的相分離,其雜化材料的兩相界面比圖2中雜化材料的兩相界面更模糊,說(shuō)明改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料具有較為良好的兩相相容性。將實(shí)施例1-3與對(duì)比例1-2進(jìn)行拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的性能對(duì)比,具體如下表1所示,其性能測(cè)試按相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,即拉伸性能按GB/T1040.2/2006執(zhí)行。耐水性能按GB/T1733-1993進(jìn)行測(cè)試。滲出率:將啞鈴狀樣條放入到50℃的溫水中浸泡30天,之后測(cè)定水中氟磷酸根的含量,依據(jù)原始樣條中錫氟磷酸鹽的含量以及滲出到水中氟磷酸根的含量計(jì)算得到滲出率%(基于鹽的原始含量)。表1:本發(fā)明的改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料采用一種協(xié)同改性的手法提高了錫氟磷酸鹽玻璃與聚丙烯之間的相互作用,改善了它們之間的相容性,能顯著提高錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的力學(xué)性能。將實(shí)施例2與對(duì)比實(shí)施例2的拉伸性能進(jìn)行比較就可看出:本發(fā)明制備的改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度從22.6MPa提升到33.2MPa;斷裂伸長(zhǎng)率從15.9%提升到19.7%。將實(shí)施例3和實(shí)施例2相比較可以看出:加入苯乙烯的情況下,本發(fā)明制備的改性錫氟磷酸鹽玻璃/聚丙烯雜化材料的軟化系數(shù)得到較大幅度的提升,耐水性得到改善。