一種氧化石墨烯改性聚丙烯復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚丙烯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氧化石墨烯改性聚丙烯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯(PP)作為一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性樹脂，具有原料來源豐富、力學(xué)性能好、密度小、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，目前，在化工、建筑、電力、汽車、機(jī)械、紡織、醫(yī)療、包裝和建材家具等產(chǎn)業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的聚丙烯的機(jī)械強(qiáng)度低，且氧指數(shù)小，很易燃燒，熱穩(wěn)定性欠佳，尺寸穩(wěn)定性不好，現(xiàn)存的聚丙烯復(fù)合材料其強(qiáng)度、耐熱性、阻燃性和穩(wěn)定性往往不能滿足社會(huì)的需求。為了克服和改善聚丙烯的缺陷，通常是通過共混和增強(qiáng)填充的方法對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種氧化石墨烯改性聚丙烯復(fù)合材料，其強(qiáng)度高，耐熱性、阻燃性能優(yōu)異，熱穩(wěn)定性好。
[0004]本發(fā)明提出的一種氧化石墨烯改性聚丙烯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨稀改性聚丙稀60-100份、三元乙丙橡膠5-20份、丁二稀-丙稀腈共聚物1-5份、硅烷偶聯(lián)劑0.1-1份、硼酸鋅2-10份、氫氧化鎂2-12份、季戊四醇1-3.5份、環(huán)氧大豆油3-12份、磷酸三甲苯酯0.3-1.5份、季戊四醇硬脂酸酯0.3-1.5份、氧化釔1-5份、納米云母粉5-15份、滑石粉2-15份、微硅粉1-2.5份、二亞(3，4-二甲基)芐基山梨糖醇0.2_1.5份、2，2 ’ -亞甲基雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸鈉0.1-0.5份、乙烯-辛烯共聚物0.1-0.5份、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮0.1-0.5份。
[0005]優(yōu)選地，其原料中，硼酸鋅、氫氧化鎂、季戊四醇、環(huán)氧大豆油、磷酸三甲苯酯、季戊四醇硬脂酸酯的重量比為5-9:6-10:1.7-3:6-10:0.7-1.2:0.6-1.2。
[0006]優(yōu)選地，其原料中，氧化釔、納米云母粉、滑石粉、微硅粉、二亞(3，4-二甲基)芐基山梨糖醇、2，2’-亞甲基雙(4,6-二叔丁基苯基)磷酸鈉的重量比為2-4.5:7-12:5-12:1.6-2.3:0.7~1.5:0.2~0.450
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨烯改性聚丙烯80-85份、三元乙丙橡膠10-14份、丁二烯-丙烯腈共聚物3-3.5份、硅烷偶聯(lián)劑0.5-0.8份、硼酸鋅7-8份、氫氧化鎂8-10份、季戊四醇2-2.6份、環(huán)氧大豆油9-10份、磷酸三甲苯酯0.9-1.1份、季戊四醇硬脂酸酯0.8-1.1份、氧化釔3.5-4份、納米云母粉9-11份、滑石粉7-10份、微硅粉2-2.3份、二亞(3，4-二甲基)芐基山梨糖醇0.9-1.3份、2，2 ’ -亞甲基雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸鈉0.3-
0.4份、乙烯-辛烯共聚物0.3-0.35份、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮0.4-0.43份。
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨烯改性聚丙烯82份、三元乙丙橡膠13份、丁二烯-丙烯腈共聚物3份、硅烷偶聯(lián)劑0.7份、硼酸鋅7.3份、氫氧化鎂8.7份、季戊四醇2.4份、環(huán)氧大豆油9.6份、磷酸三甲苯酯I份、季戊四醇硬脂酸酯I份、氧化釔3.7份、納米云母粉10份、滑石粉8份、微硅粉2.1份、二亞(3，4_二甲基)芐基山梨糖醇I份、2，2’_亞甲基雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸鈉0.35份、乙烯-辛烯共聚物0.32份、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮0.41份。
[0009]優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑KH-570、硅烷偶聯(lián)劑KH-151、硅烷偶聯(lián)劑KH-580、硅烷偶聯(lián)劑KH-602、硅烷偶聯(lián)劑KH-792、硅烷偶聯(lián)劑Si_42中的一種或者多種的混合物。
[0010]優(yōu)選地，所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將100份聚丙烯、10-25份甲基丙烯酸縮水甘油酯、3-15份羧基丁腈橡膠、2-15份氧化石墨烯混合均勻后加入流變儀中，然后加入0.3-1份過氧化二異丙苯和0.1-0.5份過硫酸銨，在溫度為145-165°C下反應(yīng)6-10min，反應(yīng)結(jié)束后出料得到所述氧化石墨烯改性聚丙烯。
[0011]優(yōu)選地，所述氧化石墨烯改性聚丙烯按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將100份聚丙烯、20份甲基丙烯酸縮水甘油酯、10份羧基丁腈橡膠、8份氧化石墨烯混合均勻后加入流變儀中，然后加入0.5份過氧化二異丙苯和0.2份過硫酸銨，在溫度為150°C下反應(yīng)8min，反應(yīng)結(jié)束后出料得到所述氧化石墨烯改性聚丙烯;氧化石墨烯改性聚丙烯中，將聚丙烯、甲基丙稀酸縮水甘油酯、羧基丁腈橡膠、氧化石墨稀、苯乙稀結(jié)合為一體，形成的氧化石墨稀改性聚丙烯同時(shí)具有五者的性質(zhì)，加入體系中，在體系中分散均勻，改善了復(fù)合材料的阻燃性、耐熱性、耐油性和強(qiáng)度，同時(shí)提高了復(fù)合材料的流動(dòng)性，改善了復(fù)合材料的加工性。
[0012]本發(fā)明所述氧化石墨烯改性聚丙烯復(fù)合材料可以按照常規(guī)的聚丙烯復(fù)合材料制備工藝制備而成。
[0013]聚丙烯極性差，與極性物質(zhì)的相容性差，本發(fā)明中，加入了氧化石墨烯改性聚丙烯，將氧化石墨烯的性質(zhì)引入體系中，改善了聚丙烯與其它物料的相容性，同時(shí)氧化石墨烯對(duì)聚丙烯起到成核的作用，促進(jìn)了聚丙烯的結(jié)晶，提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度、阻燃性、耐熱性和抗靜電性;丁二烯-丙烯腈共聚物加入到體系中，與乙烯-辛烯共聚物配合，改善了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和抗沖擊性;三元乙丙橡膠在體系中，能插入聚丙烯的大球晶內(nèi)，分割減小球晶尺寸，改善了聚丙烯的抗沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，同時(shí)提高了體系的流動(dòng)性，改善了復(fù)合材料的加工性;添加的硼酸鋅、氫氧化鎂、磷酸三甲苯酯在復(fù)合材料燃燒的過程中，能提高體系的成碳量，促進(jìn)體系的成炭速率，改善復(fù)合材料的阻燃性;季戊四醇、環(huán)氧大豆油與氧化釔、乙烯-辛烯共聚物和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮配合，改善了體系的穩(wěn)定性和耐候性；氧化釔、納米云母粉、滑石粉、微硅粉配合，通過調(diào)節(jié)各無機(jī)原料的含量，使其在硅烷偶聯(lián)劑的作用下具有很好的分散性，改善了復(fù)合材料的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和耐候性，與二亞(3，4_ 二甲基)芐基山梨糖醇、2，2’_亞甲基雙(4，6_二叔丁基苯基)磷酸鈉配合后能吸附聚丙烯分子鏈而成為聚丙烯結(jié)晶所需要的晶核，起到異相成核的作用，促進(jìn)了聚丙烯的結(jié)晶速度，提高了聚丙烯的結(jié)晶程度，同時(shí)其在體系中分散均勻，限制了聚丙烯分子的運(yùn)動(dòng)，提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0015]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提出的一種氧化石墨烯改性聚丙烯復(fù)合材料，其原料中，氧化石墨烯改性聚丙烯的重量份可以為60、62、63、65、68、68.6、72、75、78、79、79.6、82、85、86、89、89.3、94、95、96、97、98、99.3、100份;三元乙丙橡膠的重量份可以為5、6、7、8、8.5、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、15、16、18、19、19.3、20份;丁二烯-丙烯腈共聚物的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.3、2.6、3、3.4、4、4.6、5份;硅烷偶聯(lián)劑的重量份可以為0.1、0.2、0.5、0.6、0.8、0.85、0.9、1份;硼酸鋅的重量份可以為2、2.3、2.8、3、4、5、6、6.3、8、8.6、9、9.4、10份;氫氧化鎂的重量份可以為2、3、4、5、5.6、6、6.3、8、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12份;季戊四醇的重量份可以為1、1.2、1.5、1.6、1.8、2、2.3、2.5、2.6、2.8、3、3.1、3.2、3.4、3.5份;環(huán)氧大豆油的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、8、8.5、9、9.3、10、10.3、11、11.2、12份;磷酸三甲苯酯的重量份可以為0.3、0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.3、1.45、1.5份;季戊四醇硬脂酸酯的重量份可以為0.3、0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.3、1.35、1.4、1.46、1.5份;氧化釔的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.3、2.6、2.8、3、3.4、3.8、4、4.5、5份;納米云母粉的重量份可以為5、6、7、8、8.5、9、9.3、10、10.3、11、11.3、12、12.6、13、13.4、14、14.6、15份;滑石粉的重量份可以為2、3、4、5、5.6、6、6.3、7、8、8.5、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、12.6、13、13.5、14、14.6、15份;微硅粉的重量份可以為1、1.2、1.5、1.6、1.8、2、2.1、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5份;二亞(3，4-二甲基)芐基山梨糖醇的重量份可以為0.2、0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.2、1.3、1.4、1.46、1.5份；2，2’-亞甲基雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸鈉的重量份可以為0.1、0.12、0.18、0.2、0.26、0.3、0.34、0.4、0.46、0.5份；乙烯-辛烯共聚物的重量份可以為0.1、0.12、0.18、0.2、0.26、0.3、0.34、0.4、0.46、0.5份;2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的重量份可以為0.1、0.12、0.18、0.2、0.26、0.3、0.34、0.4、0.46、0.5份。
[0016]實(shí)施例1
[0017]本發(fā)明提出的一種氧化石墨烯改性聚丙烯復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:氧化石墨烯改性聚丙烯60份、三元乙丙橡膠20份、丁二烯-丙烯腈共聚物I份、硅烷偶聯(lián)劑KH-1510.3份、硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ-5800.5份、硅烷偶聯(lián)劑ΚΗ-6020.2份、硼酸鋅2份、氫氧化鎂12份、季戊四醇I份、環(huán)氧大豆油3份、磷酸三甲苯酯1.5份、季戊四醇硬脂酸酯0.3份、氧化釔5份、納米云母粉5份、滑石粉1