一種耐摩聚丙烯材料及其製備方法

2023-07-15 16:46:01 2

一種耐摩聚丙烯材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐摩聚丙烯材料及其製備方法，屬於耐摩聚丙烯材料【技術領域】。本發明利用一定長徑比的碳酸鈣晶須以及芳綸漿粕進行復配，提供一種耐磨性、剛性和耐熱性都較好的耐磨聚丙烯複合材料。本發明選用了高抗衝的共聚聚丙烯作為基礎樹脂，採用對提高材料耐摩擦有幫助的碳酸鈣晶須及芳綸漿粕來增加材料的剛性，使得材料能同時獲得較好的耐摩擦性和剛性。本發明通過碳酸鈣晶須與芳綸漿粕的復配，使得材料的剛性和耐磨性性、耐熱性都有一定程度的提升，材料的綜合性能更加平衡。
【專利說明】一種耐摩聚丙烯材料及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於耐摩聚丙烯材料【技術領域】，尤其是一種、具有耐磨、高剛性、高耐熱特 點的聚丙烯複合材料的製備方法。

【背景技術】
[0002] 聚丙烯作為通用塑料，已廣泛應用於家具家電、汽車、航空航天等領域，但由於聚 丙烯剛性、耐熱性不高，很難滿足各行業的各種實際要求。聚丙烯作為摩擦材料時，存在著 低溫脆性突出、自身摩擦係數大、磨損率高的致命弱點。針對這一問題，人們嘗試採用各種 方法來解決。申請號201210214387. 1公開了一種耐刮擦聚丙烯材料及其製備方法，該方法 通過加入耐磨炭黑來改善材料的耐刮擦性，然而由於加入了炭黑使得材料外觀大受影響， 限制了其應用範圍；申請號201310189025. 6公開了一種耐磨PP/PE複合材料，該方法主要 採用無機納米材料來改善PP/PE塑料合金材料抗磨損性能，但使用無機納米材料使得成本 較聞。
[0003] 晶須是一種單晶纖維狀材料，其具有高度有序的原子排列，無大的晶體缺陷，有極 高的強度和模量，可賦予複合材料極高的強度。晶須與樹脂複合，外觀質量優良，適合製造 形狀複雜，尺寸精度商的製品。
[0004] 芳綸漿柏是一種高度分散性的原纖化的芳綸產品。其不僅機械性能優異，且不會 熔融，耐腐蝕性良好，長期的耐磨耗性、高耐熱性。芳綸漿柏的熱膨脹係數呈負值，這對於高 性能複合材料的尺寸穩定性相當重要。芳綸漿柏另一個顯著特點是具有很好的韌性，在加 工過程中不會降低其長徑比，這是碳纖維和其他礦物纖維無法比擬的。


【發明內容】

[0005] 本發的主要目的是為了提供一種耐摩聚丙烯材料，以及製備這種耐摩材料的方 法，可以使材料的耐摩特性得到顯著改善的同時,材料的剛性和耐熱性也得到改善。
[0006] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現。一種耐摩聚丙烯材料，由下列質量 份數的原料製備而成： 聚丙烯 8(Γ100份 碳酸鈣晶須 1~25份 芳綸漿柏 1飛份 抗氧劑1010四[β- (3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.1份 相容劑 1飛份 所述的聚丙烯為高抗衝注塑級嵌段共聚聚丙烯，其熔體流動速率為2g/10min。
[0007] 所述的碳酸鈣晶須的長徑比為為2(Γ30,直徑為1~2// m。
[0008] 所述的芳綸漿柏密度為1. 〇3?l. 04g/cm3。
[0009] 相容劑為聚丙烯接枝馬來酸酐，接枝率為1%。
[0010] 本發明一種耐摩聚丙烯材料製備方法，按照下述步驟進行： (1) 將聚丙烯、芳綸漿柏、潤滑劑按比例在開煉機上混合5-10分鐘，溫度為210°C，混合 均勻後取出粉碎待用； (2) 按配比稱取原料； (3) 將聚丙烯、碳酸鈣晶須、芳綸漿柏母料、抗氧劑置於高混機中，高速攪拌混合5-10 分鐘； (4) 將混合的原料置於雙螺杆擠出機中擠出造粒，雙螺杆擠出機的轉速為18(Γ250轉/ 分，溫度為一區19(T200°C，二區20(T210°C，三區2KT220°C，四區205?215°C ;整個擠出過 程的停留時間為1~2分鐘，壓力為15~20MPa。 toon] 本發明的優點是： 1.本發明選用了高抗衝的共聚聚丙烯作為基礎樹脂，採用對提高材料耐摩擦有幫助的 碳酸鈣晶須及芳綸漿柏來增加材料的剛性，使得材料能同時獲得較好的耐摩擦性和剛性。
[0012] 2.本發明通過碳酸鈣晶須與芳綸漿柏的復配，使得材料的剛性和耐磨性性、耐熱 性都有一定程度的提升，材料的綜合性能更加平衡。 具體實施方案
[0013] 下面結合實施例，對本發明作進一步詳細說明： 在實施例及對比例複合材料配方中，聚丙烯為北京燕山石化生產的共聚聚丙烯，商品 名為K8303。所述的碳酸鈣晶須長徑比為20~30,直徑為所述的芳綸漿柏為上海 蘭邦工業纖維有限公司生產的。所用的抗氧劑為北京華輝化工廠生產的1010,商品牌號為 CibaSCIrganox，化學名稱為四[4-(3,5-二叔丁基-4-輕基苯基）丙酸]季戊四醇脂。相 容劑聚丙烯接枝馬來酸酐生產廠家為東莞易貿塑化，牌號PP-g-MAH。
[0014] 按配比稱取原料，將聚丙烯、碳酸鈣晶須、芳綸漿柏母料抗氧劑以及其它助劑置 於高混機中，高速攪拌混合5-10分鐘，之後將混合的原料置於雙螺杆擠出機中擠出造粒， 雙螺杆擠出機的轉速為180?250轉/分，溫度為一區19(T200°C，二區20(T210°C，三區 2KT220°C，四區205?215°C ;整個擠出過程的停留時間為1?2分鐘，壓力為15?20MPa。
[0015] 性能評價方式及實行標準： 將按上述方法完成造粒的粒子材料在7(T80°C的鼓風烘箱中乾燥5飛小時，將乾燥好 的粒子在注塑機上進行注射成型制樣。
[0016] 摩擦磨損性能按照GB 3960-1983進行，試驗力為200N，轉速為200r/min，磨 損時間為1小時；拉伸性能測試按照GB/T 1040. 1-2006進行；彎曲性能測試按照GB/T 9341-2000進行；簡支梁缺口衝擊強度按照GB/T 1040-1992進行；熱變形溫度按照GB/T 1634-2004進行，試樣尺寸為80_X 10 _X 4 _，載荷為0.45MPa。
[0017] 材料的綜合力學性能通過測試所得的拉伸強度、彎曲強度的數值進行評判。實施 例1-5及對比例1-2配方及各項性能測試結果見下表1和表2 : 表1實施例1-5及對比例1-2配方：

【權利要求】
1. 一種耐摩聚丙烯材料，其特徵在於由下列質量份數的原料製備而成： 聚丙烯8(Γ100份 碳酸鈣晶須1~25份 芳綸漿柏1飛份 抗氧劑1010四[β- (3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.1份 相容劑 1飛份。
2. 根據權利要求1所述的一種耐摩聚丙烯材料，其特徵在於所述的聚丙烯為高抗衝注 塑級嵌段共聚聚丙烯，其熔體流動速率為2g/10min。
3. 根據權利要求1所述的一種耐摩聚丙烯材料，其特徵在於所述的碳酸鈣晶須的長徑 比為為20?30,直徑為1?2// m。
4. 根據權利要求1所述的一種耐摩聚丙烯材料，其特徵在於所述的芳綸漿柏密度為 1. 03?1. 04g/cm3。
5. 根據權利要求1所述的一種耐摩聚丙烯材料，其特徵在於相容劑為聚丙烯接枝馬來 酸酐，接枝率為1%。
6. 權利要求1所述的一種耐摩聚丙烯材料製備方法，其特徵在於按照下述步驟進行： (1) 將聚丙烯、芳綸漿柏、潤滑劑按比例在開煉機上混合5-10分鐘，溫度為210°C，混合 均勻後取出粉碎待用； (2) 按配比稱取原料； (3) 將聚丙烯、碳酸鈣晶須、芳綸漿柏母料、抗氧劑置於高混機中，高速攪拌混合5-10 分鐘； (4) 將混合的原料置於雙螺杆擠出機中擠出造粒，雙螺杆擠出機的轉速為18(Γ250轉/ 分，溫度為一區19(T200°C，二區20(T210°C，三區2KT220°C，四區205?215°C ;整個擠出過 程的停留時間為1~2分鐘，壓力為15~20MPa。
【文檔編號】C08L51/06GK104231515SQ201410460436
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】李錦春, 李鈞, 劉奇偉, 鄒國享, 張鑫 申請人:常州大學