本发明属于有机高分子化合物领域,尤其涉及一种PP-PC合金及其制备方法。
背景技术:
高分子合金材料是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料。高分子合金材料产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。
它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本,已成为塑料工业中最为活跃的品种之一,增长十分迅速。随着我国经济的持续高速发展,今后几年我国塑料合金市场需求潜力巨大,尤其是电子通讯、汽车、建筑业的高速增长,将拉动我国工程塑料合金业快速发展。
最近十几年,高分子合金材料的年均需求增长率为10%左右,其中附加值最高的工程塑料合金的增长率更高达15%左右,成为各跨国公司积极开发的品种。在美国、欧洲、日本已工业化的塑料合金品种中,工程塑料合金占绝大多数,合金化已成为当前工程塑料改性的主要方法。而我国工程塑料合金品种少、质量差,每年进口量占需求总量的60%以上。
聚丙烯(PP)作为一种通用塑料,具有密度小、无毒、耐腐蚀、力学均衡性好、价格低等优点,但其缺口敏感性特别显著,缺口冲击强度较低,尤其在低温时更为突出。
聚碳酸酯(PC)具有优良综合性能的热塑性工程塑料。其大分子链中柔软的碳酸酯键与较具刚性的亚芳烷基交替结合,赋予其优异的冲击韧性、透明性、高耐热等,具有良好的综台性能,机械强度高、耐冲击韧性好、尺寸稳定、耐热较好、电绝缘性好。
目前市场上高分子合金材料需求量日益增多,但抗冲击、韧性有待提高。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗冲击性能优异、韧性好的PP-PC合金及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种PP-PC合金,包括以下重量份原料:PP 30-40份、PC 40-50份、水镁石纤维5-10份、硅酮1-5份、增韧剂1-5份、石墨烯1-3份、片状纳米无机物1-5份、偶联剂1-5份。
进一步,所述增韧剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基三氟丙基硅氧烷中的一种或几种。
进一步,所述片状纳米无机物为滑石粉、云母、蒙脱土、蒙皂石、高岭石、叶蛇纹石中的一种或几种。
进一步,所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
进一步,所述硅酮为二甲基硅酮、甲基乙烯基硅酮中的一种或几种。
一种PP-PC合金的制备方法,包括以下步骤:
A、按所述的重量份称取PP、PC、硅酮、片状纳米无机物、偶联剂加入混合搅拌机中,进行分散混合处理,得到混合物;
B、将水镁石纤维按固液比为1:55配成浆料,按质量比为1:(0.01-0.04)的比例加入阴离子表面活性剂,以1000-1200rpm的速度搅拌5-10min,得到改性水镁石纤维分散液;
C、将步骤A中得到的混合物、步骤B得到的改性水镁石纤维分散液以及石墨烯、增韧剂分散混合处理后,加入双螺杆挤出机中,进行挤出造粒得到PP-PC合金。
进一步,在步骤A中,所述混合搅拌机为多级磨盘式混炼机,所述多级磨盘式混炼机的混炼元件包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件。
进一步,在步骤B中,所述阴离子表面活性剂为二异辛基琥珀硫酸盐、烷基苯基磺酸盐、磺基琥珀酸酯、脂肪酸羟基乙烷磺酸盐、脂肪醇醚硫酸盐、聚乙二醇脂肪酸酯中的一种或几种。
进一步,在步骤C中,所述双螺杆挤出机为锥形同向双螺杆挤出机,螺杆长径比为(60-70):1。
本发明的有益效果是:利用水镁石纤维优异的抗拉强度,以及硅酮粘结固化作用,石墨烯优异的抗冲击强度、韧性,有效的填充于PP-PC合金中,同时片状纳米无机物在机械力化学反应条件下,使得片状纳米无机物材料表面产生晶格畸变和缺陷,表面自由能加大,引起化学键断裂和重组,从而片状纳米无机物表面与增韧剂发生交联接枝反应,包埋于PP-PC合金最外层,最后使PP-PC合金具有优异的抗冲击性能优异、韧性以及可加工性。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
A、按所述的重量份称取PP 30份、PC 40份、二甲基硅酮1份、滑石粉1份、氨丙基三乙氧基硅烷1份加入多级磨盘式混炼机,所述多级磨盘式混炼机的混炼元件包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件中,进行分散混合处理,得到混合物;
B、将水镁石纤维5份按固液比为1:55配成浆料,按质量比为1:0.01的比例加入二异辛基琥珀硫酸盐,以1000rpm的速度搅拌5min,得到改性水镁石纤维分散液;
C、将步骤A中得到的混合物、步骤B得到的改性水镁石纤维分散液以及石墨烯1份、聚二甲基硅氧烷1份分散混合处理后,加入锥形同向双螺杆挤出机中,螺杆长径比为60:1,进行挤出造粒得到PP-PC合金。
实施例2
A、按所述的重量份称取PP 35份、PC 45份、甲基乙烯基硅酮3份、云母3份、氨丙基三甲氧基硅烷3份加入多级磨盘式混炼机,所述多级磨盘式混炼机的混炼元件包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件中,进行分散混合处理,得到混合物;
B、将水镁石纤维8份按固液比为1:55配成浆料,按质量比为1:0.02的比例加入烷基苯基磺酸盐,以1100rpm的速度搅拌8min,得到改性水镁石纤维分散液;
C、将步骤A中得到的混合物、步骤B得到的改性水镁石纤维分散液以及石墨烯2份、聚甲基乙烯基硅氧烷3份分散混合处理后,加入锥形同向双螺杆挤出机中,螺杆长径比为65:1,进行挤出造粒得到PP-PC合金。
实施例3
A、按所述的重量份称取PP 40份、PC 50份、二甲基硅酮5份、蒙脱土5份、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5份加入多级磨盘式混炼机,所述多级磨盘式混炼机的混炼元件包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件中,进行分散混合处理,得到混合物;
B、将水镁石纤维10份按固液比为1:55配成浆料,按质量比为1:0.04的比例加入磺基琥珀酸酯,以1200rpm的速度搅拌10min,得到改性水镁石纤维分散液;
C、将步骤A中得到的混合物、步骤B得到的改性水镁石纤维分散液以及石墨烯3份、聚甲基苯基硅氧烷5份分散混合处理后,加入锥形同向双螺杆挤出机中,螺杆长径比为70:1,进行挤出造粒得到PP-PC合金。
对比例1
A、按所述的重量份称取PP 20份、PC 30份、二甲基硅酮0.5份、蒙皂石0.5份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5份加入多级磨盘式混炼机,所述多级磨盘式混炼机的混炼元件包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件中,进行分散混合处理,得到混合物;
B、将水镁石纤维3份按固液比为1:55配成浆料,按质量比为1:0.008的比例加入磺基琥珀酸酯,以800rpm的速度搅拌3min,得到改性水镁石纤维分散液;
C、将步骤A中得到的混合物、步骤B得到的改性水镁石纤维分散液以及石墨烯0.2份、聚甲基三氟丙基硅氧烷0.5份分散混合处理后,加入锥形同向双螺杆挤出机中,螺杆长径比为50:1,进行挤出造粒得到PP-PC合金。
对比例2
A、按所述的重量份称取PP 50份、PC 60份、二甲基硅酮10份、叶蛇纹石10份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10份加入多级磨盘式混炼机,所述多级磨盘式混炼机的混炼元件包括至少2对交列的磨盘式剪切元件和至少2对齿盘式分散元件中,进行分散混合处理,得到混合物;
B、将水镁石纤维20份按固液比为1:55配成浆料,按质量比为1:1的比例加入脂肪醇醚硫酸盐,以1800rpm的速度搅拌20min,得到改性水镁石纤维分散液;
C、将步骤A中得到的混合物、步骤B得到的改性水镁石纤维分散液以及石墨烯20份、聚甲基三氟丙基硅氧烷10份分散混合处理后,加入锥形同向双螺杆挤出机中,螺杆长径比为80:1,进行挤出造粒得到PP-PC合金。
各实施例产品性能检测如下表一所示:
表一
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。