本發明屬于高分子材料，具體涉及一種耐磨柔性高分子材料及其制備方法。

背景技術：

1、聚丙烯(pp)是一種良好的熱塑性樹脂，具備無色、無毒、質輕、熱穩定性好、電絕緣性佳等性能，被廣泛應用在汽車工業、日用品、建筑等領域，但是聚丙烯存在耐磨耐刮擦性能差的問題，尤其是耐磨性差會使丙烯材料在使用過程中光澤度不斷降低，這極大地限制丙烯酸的應用。

2、目前提高聚丙烯耐磨性能的方法，一般是向聚丙烯混合料中加入無機耐磨劑或者有機耐刮擦劑，無機耐磨劑包括氧化石墨烯、二硫化鉬等材料，一方面因為自身顏色較深，容易影響產品最終美觀度，另一方面由于粒徑較小，容易團聚，造成復合材料力學性能下降；有機耐刮擦劑則多為酰胺類耐刮擦劑，但是酰胺類耐刮擦劑會使材料表面發粘和由此導致的霧化值問題，且存在碳碳雙鍵容易老化降解，此外，pp在低溫條件下，其分子鏈運動受限，結晶度高，存在成形收縮率大、脆性高、缺口沖擊強度差等問題，限制了其在低溫狀態下應用的綜合性能，因此，提供一種耐磨性高且低溫韌性好的聚丙烯復合材料是目前需要解決的技術問題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種耐磨柔性高分子材料及其制備方法，解決現有聚丙烯復合材料耐磨性能以及低溫韌性差的問題。

2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

3、一種耐磨柔性高分子材料，包括以下重量份原料：無規共聚聚丙烯300-350份、抗沖共聚聚丙烯250-280份、乙烯-辛烯共聚物210-240份、耐磨組分45-55份、抗氧劑21-35份、成核劑10-12份、馬來酸酐接枝物9-10份、氨基三氮唑4-5份、堿式硫酸鎂晶須14-15份、紫外線吸收劑13-15份、潤滑劑7-8份。

4、進一步地，所述耐磨組分為pdms基偶聯劑修飾聚苯乙烯-ceo2復合微球。

5、進一步地，所述耐磨組分的制備過程如下：

6、將聚苯乙烯-ceo2復合微球超聲分散于乙醇溶液中，加入pdms基偶聯劑和氯化鋅乙醇溶液，60-80℃下攪拌混合12h，之后抽濾，濾餅用去離子水洗滌后干燥，得到耐磨組分。

7、利用pdms基偶聯劑水解產生硅醇，之后與聚苯乙烯-ceo2復合微球通過偶聯反應接枝，并通過席夫堿與鋅離子的配位關系，得到表面負載鋅離子的耐磨組分。

8、進一步地，聚苯乙烯-ceo2復合微球、乙醇溶液、pdms基偶聯劑和氯化鋅乙醇溶液的用量比為10g：100-150ml：0.5-1g：5-10ml，氯化鋅乙醇溶液中氯化鋅質量分數為10-12％。

9、進一步地，所述pdms基偶聯劑由三乙氧基硅基丁醛和nh2-pdms-nh2通過氨醛縮合反應制得。

10、進一步地，所述pdms基偶聯劑制備過程如下：

11、將三乙氧基硅基丁醛溶于甲苯中，加入nh2-pdms-nh2，攪拌3-5min后滴加冰醋酸，升溫至120℃反應24h，之后旋蒸去除甲苯，得到pdms基偶聯劑；

12、在上述過程中，三乙氧基硅基丁醛、甲苯、nh2-pdms-nh2和冰醋酸的用量比為2mmol：30ml：1mmo?l：0.15-0.6ml。

13、進一步地，nh2-pdms-nh2為氨基-聚二甲基硅氧烷-氨基，分子量為700-5000。

14、進一步地，所述聚苯乙烯-ceo2復合微球的制備過程如下：

15、步驟a、將蒸餾水、苯乙烯、二乙烯基苯和甲基丙烯酸加入反應釜中，氮氣保護下，攪拌均勻后升溫至75℃，加入過硫酸鉀溶液，保溫反應6h，降溫至室溫，得到聚苯乙烯微球乳液；

16、步驟b、將聚苯乙烯微球乳液加入蒸餾水中，超聲分散10min加入六亞甲基四胺和六水硝酸鈰，攪拌條件下75℃反應2h，之后離心，沉淀用無水乙醇洗滌后干燥，得到聚苯乙烯-ceo2復合微球。

17、進一步地，步驟a中蒸餾水、苯乙烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸和過硫酸鉀的用量比為60ml：10ml：0.5ml：0.75ml：0.125g，過硫酸鉀溶液質量分數為2％。

18、進一步地，步驟b中聚苯乙烯微球乳液、蒸餾水、六亞甲基四胺和六水硝酸鈰的用量比為4ml：200ml：2.44g：1.51g。

19、首先以無皂乳液聚合法制備聚苯乙烯微球，并以硝酸鈰和六亞甲基四胺為原料，以聚苯乙烯微球為內核，采用液相工藝制備具有“軟核硬殼”結構的聚苯乙烯-ceo2復合微球。

20、進一步地，所述氨基三氮唑為3-氨基-1,2,4-三唑、3,5-二氨基-1,2,4-三唑，5-氨基-1h-1,2,4-三氮唑-3-羧酸、4-氨基三氮唑、5-氨基-1h-1,2,4-三氮唑-3-甲酸乙酯和5-氨基-1h-1,2,4-三氮唑-3-羧酸中的至少一種。

21、進一步地，所述馬來酸酐接枝物為馬來酸酐接枝聚丙烯。

22、進一步地，所述無規共聚聚丙烯為韓國曉星的pp-r材料，牌號r200p。

23、進一步地，所述抗沖共聚聚丙烯為中國石油盤錦乙烯有限責任公司生產的pp牌號為j340的聚丙烯。

24、進一步地，所述乙烯-辛烯共聚物為美國陶氏化學公司的8842牌號乙烯-辛烯共聚物。

25、進一步地，所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168按照質量比18-20：13-15組成。

26、進一步地，所述成核劑為hpn-20e。

27、進一步地，所述紫外線吸收劑為uv-531。

28、進一步地，所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。

29、上述耐磨柔性高分子材料的制備方法，包括以下步驟

30、將無規共聚聚丙烯、抗沖共聚聚丙烯、馬來酸酐接枝物和氨基三氮唑加入密煉機中，轉速50rpm、100℃下共混15min，得到預處理物料，將預處理物料、乙烯-辛烯共聚物、耐磨組分、抗氧劑、成核劑、紫外線吸收劑、潤滑劑通過主喂料口加入雙螺桿擠出機中，堿式硫酸鎂晶須通過側喂料口加入，之后熔融擠出，得到耐磨柔性高分子材料。

31、進一步地，所述雙螺桿擠出機的螺桿溫度為180-230℃，優選為190-220℃，轉速為200-600rpm，優選為220-400rpm。

32、本發明的有益效果：

33、1.本發明提供一種耐磨柔性高分子材料，以共聚聚丙烯為主材，引入耐磨組分、氨基三氮唑等物質，融入抗氧化劑、高韌性聚烯烴等其它結構性高分子材料組合而成，具有獨特的柔性緩沖結構，可以吸收沖擊力并自行恢復原狀，高分子鏈的整合穩定牢固，產品整體具有極強的剛性和柔韌性，機械強度非常好，能夠把局部的受力釋放到產品的其它部分，產品不會出現開裂現象；這個穩固的分子機構同時也使產品受力后，外形可以快速的復原，保持產品本身的外形；產品在零下30攝氏度仍保持著良好的抗沖擊性能，其耐磨性、絕緣性、耐寒性均表現良好。

34、2.本發明在聚丙烯基料中引入耐磨組分，該耐磨組分具有軟核硬殼結構，耐磨組分中的聚合物內核使其呈現固有的柔性，同時由于表面ceo2納米顆粒的包覆，又具有可觀的表面硬度，將其引入聚丙烯基質中，在受到外力作用時，通過相容性優良的界面層產生大形變和空穴化作用耗散能量，起到優異的增韌效果；此外，其表面含有pdms基偶聯劑，pdms基偶聯劑具有低表面張力和良好的遷移性，在加工過程中，pdms基偶聯劑會帶著耐磨組分一起向材料的表面遷移，從而使耐磨組分主要分布在制件的表面，基于有機硅的潤滑作用以及ceo2的耐磨性能，顯著提升制件的耐磨性能。

35、3.本發明在耐磨柔性高分子材料制備過程中，優先使無規共聚聚丙烯、抗沖共聚聚丙烯、馬來酸酐接枝物和氨基三氮唑在100℃反應一段時間，目的在于使馬來酸酐接枝物中的馬來酸酐基團與氨基三氮唑上的氨基反應，將氨基三氮唑接枝至馬來酸酐接枝物側鏈上，之后與聚丙烯共混，獲得攜帶三唑基的聚丙烯基體，再與耐磨組分共混擠出，在復合材料內部形成“席夫堿-zn2+-三唑基”的金屬配位鍵，金屬配位鍵的形成能夠提升材料的強度和韌性，原因在于，金屬配位鍵作為犧牲鍵，在材料受力時可以承擔一部分力，在聚合物主鏈共價鍵斷裂前發生斷裂并耗散大量能量，最終對材料本身可起到增強增韌的效果。