一種海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在聚烯烴中引入納米粒子(如蒙脫土、碳納米管和氧化石墨烯)已成為聚烯烴改性和高性能化的重要途徑。以納米尺度分散于聚烯烴基體中的無機剛性粒子在填充量很少(通常小于5% (W?的情況下就可顯著改善或提高聚烯烴的力學(xué)性能、熱性能及阻性能，而具有極強導(dǎo)電導(dǎo)熱等功能性的納米粒子(如還原氧化石墨烯等)還可賦予聚烯烴一定的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。因此，聚烯烴納米復(fù)合材料的進一步得到提升，應(yīng)用領(lǐng)域可大幅擴展。
[0003]在制備碳納米管復(fù)合聚丙烯眾多方法中，原位聚合技術(shù)被認(rèn)為是最行之有效的方法之一。該技術(shù)是通過碳納米管負載過渡金屬催化劑的催化活性中心催化丙烯單體聚合反應(yīng)，在一定程度上避免了由聚丙烯和碳納米管極性差異而導(dǎo)致的熱力學(xué)的苛刻要求，進而制備了性能優(yōu)異的碳納米管增強聚丙烯樹脂。然而碳納米管與聚丙烯仍然存在極性差異，需要改進工藝，進一步改進碳納米管增強聚丙烯的性能。還可以通過改進聚丙烯的成分來改善聚丙烯的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，該樹脂的強度和耐磨性好。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，其特征在于由下列重量份的原料制成:液態(tài)丙烯350-380、多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑2.5-3.5、液態(tài)乙烯100-120、三乙基鋁7-9、碳氣凝膠0.2-0.3、海泡石纖維5-6、二苯基二甲氧基硅烷5.4-6.2、正庚烷50-60、氫氣適量、六氟硅酸銨0.1-0.2、1-辛烯15-20、二茂鐵0.4-0.6、水8-12。
[0006]所述的海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，其特征在于:所述多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑含有Ti質(zhì)量百分比為5%，Zr為2%。
[0007]所述的海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)將六氟硅酸銨加入水中，再加入多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑，加熱至60-70°C，攪拌反應(yīng)20-30分鐘，干燥，再與碳氣凝膠、二茂鐵混合，得到改性的多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑；
(2)向反應(yīng)釜中加入4/5的正庚烷，加入1/5的液態(tài)丙烯、改性的多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑、1/5的三乙基鋁、1/5的二苯基二甲氧基硅烷，混合均勻，再通入液態(tài)丙烯質(zhì)量的0.02-0.08%的氫氣，在50-80°C，2_3MPa條件下進行淤漿聚合反應(yīng)7_9個小時，再加入1/5的液態(tài)乙烯繼續(xù)反應(yīng)7-9個小時，得到負載多壁碳納米管的聚丙烯；
(3)在常溫、常壓下，將高壓反應(yīng)釜充滿丙烯氣體，再通入剩余液態(tài)丙烯質(zhì)量的
0.02-0.08%的氫氣，加入1/2的剩余液態(tài)丙?。粚⑹Ｓ嗟娜一X、二苯基二甲氧基硅烷加入剩余的正庚烷中攪拌均勻，加入反應(yīng)釜中，再加入負載多壁碳納米管的聚丙烯，再加入剩余的液態(tài)丙烯，升溫至50-80°C，壓力升至2-3MPa，反應(yīng)5_8個小時，將反應(yīng)釜溫度降至室溫，放空丙烯，然后將剩余的乙烯氣化通入反應(yīng)釜，再加入其它剩余成分，升溫至50-80°C，壓力升至2-3MPa，反應(yīng)8-10個小時，放空氣體，真空干燥，即得。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過對多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑進行改性，配合使用二茂鐵、碳氣凝膠，提高了催化劑的活性，降低了極性差異，增加了多壁碳納米管與高分子之間的結(jié)合力；通過使用海泡石纖維，提高了聚丙烯的強度和耐磨性。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了納米粒子的有效分散和聚合物顆粒形態(tài)的有效控制，使得該樹脂具有較高的沖擊韌性，同時保持良好的強度和剛性，是具有良好工業(yè)化前景的納米復(fù)合材料。
【具體實施方式】
[0009]一種海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，由下列重量份(公斤)的原料制成:液態(tài)丙烯370、多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑3、液態(tài)乙烯110、三乙基鋁8、碳氣凝膠0.2、海泡石纖維5.5、二苯基二甲氧基娃燒5.9、正庚燒55、氫氣適量、六氟娃酸錢0.1、1-辛烯18、二茂鐵0.5、水10。
[0010]所述的海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，其特征在于:所述多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑含有Ti質(zhì)量百分比為5%，Zr為2%。
[0011]所述的海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(1)將六氟硅酸銨加入水中，再加入多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑，加熱至65°C，攪拌反應(yīng)25分鐘，干燥，再與碳氣凝膠、二茂鐵混合，得到改性的多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑；
(2)向反應(yīng)釜中加入4/5的正庚烷，加入1/5的液態(tài)丙烯、改性的多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑、1/5的三乙基鋁、1/5的二苯基二甲氧基硅烷，混合均勻，再通入液態(tài)丙烯質(zhì)量的0.05%的氫氣，在60°C，2MPa條件下進行淤漿聚合反應(yīng)8個小時，再加入1/5的液態(tài)乙烯繼續(xù)反應(yīng)8個小時，得到負載多壁碳納米管的聚丙烯；
(3)在常溫、常壓下，將高壓反應(yīng)釜充滿丙烯氣體，再通入剩余液態(tài)丙烯質(zhì)量的0.05%的氫氣，加入1/2的剩余液態(tài)丙??；將剩余的三乙基鋁、二苯基二甲氧基硅烷加入剩余的正庚烷中攪拌均勻，加入反應(yīng)釜中，再加入負載多壁碳納米管的聚丙烯，再加入剩余的液態(tài)丙烯，升溫至70°C，壓力升至2MPa，反應(yīng)6個小時，將反應(yīng)釜溫度降至室溫，放空丙烯，然后將剩余的乙烯氣化通入反應(yīng)釜，再加入其它剩余成分，升溫至60°C，壓力升至3MPa，反應(yīng)9個小時，放空氣體，真空干燥，即得。
[0012]實驗數(shù)據(jù):
該實施例的聚丙烯經(jīng)擠出成型，經(jīng)測試，拉伸強度為38MPa，斷裂伸長率為800%，常溫下缺口沖擊強度達38kJ/ m2，彎曲模量為688Pa。
【主權(quán)項】
1.一種海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，其特征在于由下列重量份的原料制成:液態(tài)丙烯350-380、多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑2.5-3.5、液態(tài)乙烯100-120、三乙基鋁7-9、碳氣凝膠0.2-0.3、海泡石纖維5_6、二苯基二甲氧基硅烷5.4-6.2、正庚烷50-60、氫氣適量、六氟硅酸銨0.1-0.2、1-辛烯15-20、二茂鐵0.4-0.6、水8-12。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，其特征在于:所述多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑含有Ti質(zhì)量百分比為5%，Zr為2%。3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)將六氟硅酸銨加入水中，再加入多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑，加熱至60-70°C，攪拌反應(yīng)20-30分鐘，干燥，再與碳氣凝膠、二茂鐵混合，得到改性的多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑； (2)向反應(yīng)釜中加入4/5的正庚烷，加入1/5的液態(tài)丙烯、改性的多壁碳納米管負載T1-Zr催化劑、1/5的三乙基鋁、1/5的二苯基二甲氧基硅烷，混合均勻，再通入液態(tài)丙烯質(zhì)量的0.02-0.08%的氫氣，在50-80 °C，2_3MPa條件下進行淤漿聚合反應(yīng)7_9個小時，再加入.1/5的液態(tài)乙烯繼續(xù)反應(yīng)7-9個小時，得到負載多壁碳納米管的聚丙烯； (3)在常溫、常壓下，將高壓反應(yīng)釜充滿丙烯氣體，再通入剩余液態(tài)丙烯質(zhì)量的.0.02-0.08%的氫氣，加入1/2的剩余液態(tài)丙?。粚⑹Ｓ嗟娜一X、二苯基二甲氧基硅烷加入剩余的正庚烷中攪拌均勻，加入反應(yīng)釜中，再加入負載多壁碳納米管的聚丙烯，再加入剩余的液態(tài)丙烯，升溫至50-80°C，壓力升至2-3MPa，反應(yīng)5_8個小時，將反應(yīng)釜溫度降至室溫，放空丙烯，然后將剩余的乙烯氣化通入反應(yīng)釜，再加入其它剩余成分，升溫至50-80°C，壓力升至2-3MPa，反應(yīng)8-10個小時，放空氣體，真空干燥，即得。
【專利摘要】一種海泡石纖維和多壁碳納米管協(xié)同增強聚丙烯樹脂，由下列重量份的原料制成：液態(tài)丙烯350-380、多壁碳納米管負載Ti-Zr催化劑2.5-3.5、液態(tài)乙烯100-120、三乙基鋁7-9、碳氣凝膠0.2-0.3、海泡石纖維5-6、二苯基二甲氧基硅烷5.4-6.2、正庚烷50-60、氫氣適量、六氟硅酸銨0.1-0.2、1-辛烯15-20、二茂鐵0.4-0.6、水8-12。本發(fā)明通過對多壁碳納米管負載Ti-Zr催化劑進行改性，配合使用二茂鐵、碳氣凝膠，提高了催化劑的活性，降低了極性差異，增加了多壁碳納米管與高分子之間的結(jié)合力；通過使用海泡石纖維，提高了聚丙烯的強度和耐磨性。
【IPC分類】C08F210/16, C08F210/06, C08F4/02, C08F210/14, C08K7/10, C08K7/24
【公開號】CN104987451
【申請?zhí)枴緾N201510353926
【發(fā)明人】吳春云
【申請人】合肥藍科新材料有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月25日