一种物流运输包装用聚丙烯复合材料及其制备方法与流程

文档序号:12993606阅读:359来源:国知局

本发明涉及物流包装用材料领域,具体的说是一种物流运输包装用聚丙烯复合材料及其制备方法。



背景技术:

聚丙烯具有比重小,屈服强度、拉伸强度、表面硬度弹性模量等机械性能优良,耐应力开裂和耐热性较好,并且其几乎无毒,来源广,价格低廉,易加工成型,加上各种助剂和复合等二次加工改性技术,使聚丙烯材料得到广泛的应用。但是由于聚丙烯结构单元上含有甲基,使材料本身冲击性能差,同时还具有产品表面易划伤、易产生静电、耐寒性差、耐候性和透明性不足以及加工收缩率大等缺点,从而限制了聚丙烯的使用领域,如在聚丙烯在物流包装容器以及特种功能包装箱体方面的应用。基于此,如何其耐磨性能、防静电,是聚丙烯应用于物流包装容器或者特种功能包装箱体等领域亟待解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的是克服现有技术中聚丙烯在物流包装容器或者特种功能包装箱体领域使用中易产生静电,耐磨性能差等问题,提供一种物流运输包装用聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:

一种物流运输包装用聚丙烯复合材料,按重量比,由聚丙烯60-65份、改性六方氮化硼9-14份、油酸酰胺3-5份、复合纤维8-13份、改性碳纳米管0.5-0.8份、外加剂15-18份、相容剂7-9份、抗氧化剂1-2份制成;所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声35-40h,乙醇/kh550混合液比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至600-650℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼;所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为1-2:2-3:1-2:8-10的比例混合后得到;

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌5-6h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管;

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比4-5:1-2:8-10:2-3:1.5-2的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成。

聚丙烯复合材料中还含有0.3-0.5份改性石墨烯,所述的改性石墨烯将市售石墨烯按照1g:10ml加入乙二醇,搅拌均匀后超声1h,然后在氧化石墨烯悬浮液中按照体积比1:2-3加入比例为1g:100ml:200ml硝酸银、去离子水和乙二醇混合液,50-60℃水浴下搅拌2-3h,搅拌速度400r/min;然后加入浓度为0.1mol/l的nabh4溶液,并增加回流装置,在120℃下加热回流2-2.5h,最后过滤、用去离子洗涤3-5次、烘干,得到改性石墨烯。

所述的外加剂中还含有1-2份的改性海泡石绒粉,所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量3-5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比6-8:2-3:50的比例混合而成。

所述的外加剂中还含有3-6份氮化锆。

所述聚丙烯复合材料制备方法包括以下步骤:

一)制备改性六方氮化硼

所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声35-40h,乙醇/kh550混合比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至600-650℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼,备用;

二)制备复合纤维

所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为1-2:2-3:1-2:8-10的比例混合后,即得到复合纤维,备用;

三)制备改性碳纳米管

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌5-6h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管,备用;

四)制备外加剂

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比4-5:1-2:8-10:2-3:1.5-2的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量3-5%的表面改性剂混合后静置1-2h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3-4:80:2-3:1-2的比例混合而成,备用;

五)制备聚丙烯复合材料

首先将聚丙烯基体、步骤一)制备的改性六方氮化硼、油酸酰胺、步骤二)制备的复合纤维、步骤三)制备的改性碳纳米管、步骤四)制备的外加剂、相容剂、抗氧化剂,加入混料机中,混合0.5h,然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机,螺杆转速为40~50r/min,挤出机机筒内温度设置为:一区170℃、二区180℃、三区185℃、四区175℃,混合料经挤出机挤出,制得物流运输包装用聚丙烯复合材料。

本发明中,所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯,所述的抗氧化剂亚磷酸酯类抗氧化剂。

本发明中,六方氮化硼具有优异的耐高温和耐腐蚀性能、导热系数高、硬度大以及摩擦系数低等特性,是制备高性能复合材料良好填料,但是其具有高的化学活性,表面效应明显,容易在聚丙烯基体中发生团聚,由于六方氮化硼为类石墨层状结构,本发明通过搅拌、超声和离心等方法将剥离成单层结构,并通过化学气相沉积在其表面裹附一层正硅酸乙酯,提高其与聚丙烯基体的分散性和界面结合强度;

本发明中,碳纳米管经过改性后,表面活性提高,在聚丙烯基体中分散性提高,并且与聚丙烯能够更好地相容,同时碳纳米管的加入也起到异相成核,提高聚丙烯结晶强度,有效减小聚丙烯球晶尺寸;

本发明在加工过程中,油酸酰胺能够减小复合材料与加工设备间的摩擦,并且复合材料成型过程中熔融态物料的黏度,提高熔融物料的流动性,提高加工效率;

外加剂中纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑和改性硫酸钙晶须,这四种物质能够在羧甲基纤维素钠的辅助下混炼时均匀分散在聚丙烯基体中,是碳化硅和氮化钛具有良好的耐高温和耐磨性能,并且氮化钛具有较高的导电性能,其与导电炭黑分布在基体中降低复合材料的电阻率;

此外,外加剂中还含有改性海泡石绒粉,一方面,改性海泡石绒粉具有很大的内表面积,其是具有微孔结构的微粉,这些微孔结构能够有效削减并吸收的外力作用,另一方面是改性过程中使改性海泡石绒粉的内外表面接枝大量的硅羟基,这些基团通过化学反应将改性海泡石绒粉与基体连接起来,保证二者具有良好的界面结合力;

再者,外加剂中还含有氮化锆,氮化锆本身具有良好的耐磨、抗氧化和抗腐蚀,并且其还是良好的超导体材料,在提高复合材料耐磨性能的同时又能降低复合材料的电阻率,防止静电产生。

由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯制成的复合纤维丝,这些纤维在混炼时不仅能够相互交联,从而提高复合材料的表面硬度同时又防止材料的脆性断裂,而且复合纤维丝中含有的二苯甲酸二甘醇酯不仅能够作为增塑剂进一步增强材料的塑性和韧性,更能够使纤维丝与基体材料紧密结合。

本发明的有益效果:

1)、本发明中,六方氮化硼、复合纤维、碳纳米管和外加剂经过改性处理后能够在均匀分散并且与基体具有良好的界面结合强度,复合纤维在聚丙烯基体中搭接成网状结构,起到整体骨架作用,具有传递和吸收能量功效,外加剂中的硫酸钙晶须和碳纳米管桥接在复合纤维网状结构中,增大网格密度提高能量传递和吸收,改性的六方氮化硼和外加剂中的碳化硅、氮化钛、导电炭黑分散在网状结构中,起到“钉扎”作用,交织的网状结构一方面起到骨架支撑作用,并且还起到异相成核作用,有利于结晶行为,另一方面交织成的三维网状结构还能够减少聚丙烯基体内部因各向异性而形成的缺陷;

2)、本发明通过搅拌、超声和离心等方法将剥离成单层结构,并通过化学气相沉积在其表面裹附一层正硅酸乙酯,提高其与聚丙烯基体的分散性和界面结合强度,充分发挥其耐磨特性,提高复合材料的耐磨性能;

3)、碳纳米管和石墨烯作为碳素晶体材料,具有突出和优异的导电、导热性能和力学性能,其纳米结构也十分独特,并且具有较大的比表面积,少量的加入量就可以对聚合物基体性能产生显著的影响,本发明对其进行改性处理,改善其在聚丙烯基体中的分散性和结合强度,并且起到异相成核作用,改善聚丙烯的结晶性能,提高复合材料的力学强度,降低复合材料的电阻率。

具体实施方式

实施例1

一种物流运输包装用聚丙烯复合材料,按重量比,由聚丙烯60份、改性六方氮化硼9份、油酸酰胺3份、复合纤维8份、改性碳纳米管0.5份、外加剂15份、相容剂7份、抗氧化剂1份制成;所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声35h,乙醇/kh550混合液比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至600℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼;所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为1:2:1:8的比例混合后得到;

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌5h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管;

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比4:1:8:2:1.5的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量3%的表面改性剂混合后静置1h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成。

制备上述聚丙烯复合材料的方法包括以下步骤:

一)制备改性六方氮化硼

所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声35h,乙醇/kh550混合比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至600℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼,备用;

二)制备复合纤维

所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为1:2:1:8的比例混合后,即得到复合纤维,备用;

三)制备改性碳纳米管

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌5-6h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管,备用;

四)制备外加剂

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比4:1:8:2:1.5的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量3%的表面改性剂混合后静置1h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比3:80:2:1的比例混合而成,备用;

五)制备聚丙烯复合材料

首先将聚丙烯基体、步骤一)制备的改性六方氮化硼、油酸酰胺、步骤二)制备的复合纤维、步骤三)制备的改性碳纳米管、步骤四)制备的外加剂、相容剂、抗氧化剂,加入混料机中,混合0.5h,然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机,螺杆转速为40~50r/min,挤出机机筒内温度设置为:一区170℃、二区180℃、三区185℃、四区175℃,混合料经挤出机挤出,制得一种物流运输包装用聚丙烯复合材料。

以上为本发明的基本实施方式,可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定:

如,聚丙烯复合材料中还含有0.3份改性石墨烯,所述的改性石墨烯将市售石墨烯按照1g:10ml加入乙二醇,搅拌均匀后超声1h,然后在氧化石墨烯悬浮液中按照体积比1:2加入比例为1g:100ml:200ml硝酸银、去离子水和乙二醇混合液,50℃水浴下搅拌2h,搅拌速度400r/min;然后加入浓度为0.1mol/l的nabh4溶液,并增加回流装置,在120℃下加热回流2h,最后过滤、用去离子洗涤3次、烘干,得到改性石墨烯;

如,所述的外加剂中还含有1份的改性海泡石绒粉,所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量3%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比3:1:25的比例混合而成;

最后,所述的外加剂中还含有3份氮化锆。

实施例2

一种物流运输包装用聚丙烯复合材料,按重量比,由聚丙烯65份、改性六方氮化硼14份、油酸酰胺5份、复合纤维13份、改性碳纳米管0.8份、外加剂18份、相容剂9份、抗氧化剂2份制成;所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声40h,乙醇/kh550混合液比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至650℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼;所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为2:3:2:10的比例混合后得到;

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌6h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管;

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比5:2:10:3:2的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量5%的表面改性剂混合后静置2h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成。

制备上述聚丙烯复合材料的方法包括以下步骤:

一)制备改性六方氮化硼

所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声40h,乙醇/kh550混合比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至650℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼,备用;

二)制备复合纤维

所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为2:3:2:10的比例混合后,即得到复合纤维,备用;

三)制备改性碳纳米管

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌5-6h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管,备用;

四)制备外加剂

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比5:2:10:3:2的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量5%的表面改性剂混合后静置2h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成,备用;

五)制备聚丙烯复合材料

首先将聚丙烯基体、步骤一)制备的改性六方氮化硼、油酸酰胺、步骤二)制备的复合纤维、步骤三)制备的改性碳纳米管、步骤四)制备的外加剂、相容剂、抗氧化剂,加入混料机中,混合0.5h,然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机,螺杆转速为40~50r/min,挤出机机筒内温度设置为:一区170℃、二区180℃、三区185℃、四区175℃,混合料经挤出机挤出,制得物流运输包装用聚丙烯复合材料。

以上为本发明的基本实施方式,可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定:

如,聚丙烯复合材料中还含有0.5份改性石墨烯,所述的改性石墨烯将市售石墨烯按照1g:10ml加入乙二醇,搅拌均匀后超声1h,然后在氧化石墨烯悬浮液中按照体积比1:3加入比例为1g:100ml:200ml硝酸银、去离子水和乙二醇混合液,60℃水浴下搅拌3h,搅拌速度400r/min;然后加入浓度为0.1mol/l的nabh4溶液,并增加回流装置,在120℃下加热回流2.5h,最后过滤、用去离子洗涤5次、烘干,得到改性石墨烯;

如,所述的外加剂中还含有2份的改性海泡石绒粉,所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比8:3:50的比例混合而成;

最后,所述的外加剂中还含有6份氮化锆。

实施例3

一种物流运输包装用聚丙烯复合材料,按重量比,由聚丙烯63份、改性六方氮化硼12份、油酸酰胺4份、复合纤维10份、改性碳纳米管0.6份、外加剂17份、相容剂8份、抗氧化剂2份制成;所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声40h,乙醇/kh550混合液比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至650℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼;所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为2:3:2:10的比例混合后得到;

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌6h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管;

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比5:2:10:3:2的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量5%的表面改性剂混合后静置2h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成。

制备上述聚丙烯复合材料的方法包括以下步骤:

一)制备改性六方氮化硼

所述的改性六方氮化硼由市售立六方氮化硼按照1g:100ml加入乙二醇/丙酮混合液,搅拌均匀后超声40h,乙醇/kh550混合比例为20ml:0.5g,然后离心分离,取上层悬浮液冷冻干燥;将冷冻干燥后的白色粉末加入化学反应气相沉积反应室,预热至650℃,以正硅酸乙酯为原料,控制其蒸发温度90℃,通入氩气,氩气气流量为15sccm,然后进行化学气相沉积,反应室旋转速率80r/min,时间20min,结束之后冷却至室温,得到改性六方氮化硼,备用;

二)制备复合纤维

所述的复合纤维由碳纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维和二苯甲酸二甘醇酯按照重量比为2:3:2:10的比例混合后,即得到复合纤维,备用;

三)制备改性碳纳米管

所述的改性碳纳米管由市售碳纳米管在体积比为2:1的浓硫酸和浓硝酸混合酸浸泡24h,浸泡结束后过滤,用去离子水洗涤至中性,烘干备用;然后称取十二烷基苯磺酸钠溶于无水乙醇,配制成0.5%溶液,超声30min,加入上述处理过的碳纳米管,超声1h,过滤、洗涤,然后再加入体积比为2:1:5的正硅酸乙酯、去离子水和无水乙醇配制的混合液,超声处理1h,然后搅拌12h,过滤、洗涤,再将其加入kh550与无水乙醇按照1g:300ml配制的改性液中,80℃下磁力搅拌6h,最后离心分离去除上层清液,干燥,得到改性碳纳米管,备用;

四)制备外加剂

所述外加剂由纳米碳化硅、氮化钛、导电炭黑、羧甲基纤维素钠、改性硫酸钙晶须按照重量比5:2:10:3:2的比例混合而成,所述改性硫酸钙晶须指将市售的硫酸钙晶须与其重量5%的表面改性剂混合后静置2h后过滤晾干得到,所用表面改性剂由kh550、乙醇、丙酮和氢氧化钡按照重量比4:80:3:2的比例混合而成,备用;

五)制备聚丙烯复合材料

首先将聚丙烯基体、步骤一)制备的改性六方氮化硼、油酸酰胺、步骤二)制备的复合纤维、步骤三)制备的改性碳纳米管、步骤四)制备的外加剂、相容剂、抗氧化剂,加入混料机中,混合0.5h,然后将混合均匀的混合料加入双螺杆挤出机,螺杆转速为50r/min,挤出机机筒内温度设置为:一区170℃、二区180℃、三区185℃、四区175℃,混合料经挤出机挤出,制得物流运输包装用聚丙烯复合材料。

以上为本发明的基本实施方式,可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定:

如,聚丙烯复合材料中还含有0.5份改性石墨烯,所述的改性石墨烯将市售石墨烯按照1g:10ml加入乙二醇,搅拌均匀后超声1h,然后在氧化石墨烯悬浮液中按照体积比1:3加入比例为1g:100ml:200ml硝酸银、去离子水和乙二醇混合液,60℃水浴下搅拌3h,搅拌速度400r/min;然后加入浓度为0.1mol/l的nabh4溶液,并增加回流装置,在120℃下加热回流2.5h,最后过滤、用去离子洗涤5次、烘干,得到改性石墨烯;

如,所述的外加剂中还含有2份的改性海泡石绒粉,所述改性海泡石绒粉是将市售海泡石绒与其重量5%的表面改性剂混合得到,该表面改性剂由氢氧化钡、醋酸钾和kh650按照重量比8:3:50的比例混合而成;

最后,所述的外加剂中还含有5份氮化锆。

对比实验

按照本发明实施例1-3的方法分别制备三个尺寸规格完全相同的物流包装用聚丙烯复合材料试样,并编记为样品1、样品2、样品3,然后采用本发明的方法另外制备与样品1、样品2、样品3尺寸规格完全相同的物流包装用聚丙烯复合材料试样,记为样品4,样品4与样品3的区别为没有添加改性海泡石绒粉,按照本发明的方法制备样品5,且样品5与样品3的区别为没有添加氮化锆。

分别对以上样品在相同条件下进行测定,测试数据如下:

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1