技术领域
[0001] 本
发明属于
建筑材料领域，具体涉及一种聚丙烯复合材料及其制备方法，还涉及一种塑料瓦片。
背景技术
[0002] 一般来说，建筑的主要部位被分别界定为地面、立面(内外墙面)和屋面，每个部位都有与之相对应的建筑材料。长久以来，人们对屋面材料的认知大都集中在对瓦材的了解上。用传统的观念来看，屋面材料最主要的功能就是防
水。因此，千百年来，在缺水的北方，住宅大都是在斜面或平面的
屋顶抹泥即可；而在多雨的南方，则需要在屋顶上铺装排列紧密的泥瓦。世世代代，泥瓦就是屋面唯一的“外衣”。
[0003] 然而，当建筑节能的概念在全球范围内越来越深入人心的时候，环保、
隔热、保温、耐腐等性能与防水性一样成为屋顶材料必不可少的内涵。屋面工程正在成为新型环保节能材料一展身手的大舞台，塑料瓦就是当今屋面的首选材料。
[0004] 现代建筑的屋面，其功能已不仅仅是为房屋遮
风蔽雨了。例如，种植屋面，其用途之一就是用来种植
植物的。又如，隔热屋面，屋面选材则要注重隔热性能，在施工中，要考虑屋面的
散热、
通风等问题。尤其是随着工业化时代的到来，大批工业厂房需要的屋面材料形成一个新的大市场。工业厂房的屋面材料相对民居的屋面材料特性而言，不仅要求材料防水、隔热、保温，而且还要质轻、环保、耐腐。正是这种需要催生出新型屋面材料的间惜。质轻、美观、环保、防水防火、
隔音隔热的塑料瓦新材料已向现代屋面走来。
[0005] 国家墙体材料“十五”规划中明确指出：“必须大
力研究开发具有高效、节能、节土、利废、环保的轻质、高强、保温、隔热、防火型新型复合墙体材料及屋面防水材料”。随着我国经济的繁荣和科技的进步，人们居住条件和生活水平不断提高，现代建筑逐步向高
质量、高档次发展，其功能要求不断提高。当传统的屋面材料已不能满足建筑业发展要求时，各种新型屋面材料便应运而生。根据国际建材发展的流行趋势，屋面材料正向质轻、美观、环保、防水防火、隔音隔热等方向发展。然而，
石棉瓦、
水泥瓦及近年来兴起的彩
钢瓦等都难以在性能方面同时满足环保和节能的需求。针对传统屋面建筑材料存在的易碎、质重、易
腐蚀等问题，同时为达到“十五”规划中提出的“高强、轻质、节能、节土、利废、环保”的所有功能要求，国内一大批企业开始了屋面复合材料的探索和创新。
发明内容
[0006] 针对上述不足，本发明提供了一种聚丙烯复合材料，该聚丙烯复合材料综合性能优越，具有较好的刚性及韧性，具有较好的强度，从高处跌落不易碎，耐腐蚀、耐老化、使用寿命长、可回收重复利用。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] 一种聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份制备而成：
[0009]
[0010] 进一步的，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种，其熔体流动速率为1-100g/10min。
[0011] 进一步的，所述
无机填料为D90大于1200目的伊利石粉。
[0012] 进一步的，所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物中的至少一种。
[0013] 进一步的，所述
润滑剂为PE蜡、EVA蜡、
硬脂酸钙、亚乙基二硬脂酸胺中的至少一种。
[0015] 进一步的，所述抗
氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八
碳醇酯、三-(2，4-二叔丁基苯基)
亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种。
[0016] 进一步的，所述
光稳定剂为2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑(UV-329)、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲
酮(UV-531)、三丙酮胺或聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]](TH-944)中的至少一种。
[0017] 本发明的另一个目的在于提供一种聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018] (1)按照配比称取聚丙烯、无机填料、增韧剂、抗氧剂、稳定剂、偶联剂、润滑剂，高速混合5-15min，得到均匀的混合物料；
[0019] (2)将均匀的混合物料加入双螺杆
挤出机中经混炼、挤出，得到聚丙烯复合材料；其中所述双
螺杆挤出机中各挤出区间的挤出
温度分别是170-180℃、180-185℃、185-195℃、185-195℃、200-210℃、200-210℃、200-210℃、200-210℃、200-210℃、200-220℃，挤出螺杆转速为350转/分钟-450转/分钟，所述双螺杆
挤出机螺杆长径比44-52，螺杆组合采用高分散式螺杆组合。
[0020] 本发明的第三个目的在于提供一种采用上述聚丙烯复合材料制备而成的塑料瓦片。
[0021] 与
现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0022] 1、本发明制备的聚丙烯复合材料，以聚丙烯、无机填料、增韧剂的复配使用，制得的产品有较高的弯曲强度及冲击强度，即具有较好的刚性及韧性，从高处跌落不易碎。
[0023] 2、本发明制备的聚丙烯复合材料由于在聚丙烯中添加了较为充足的抗氧剂及光稳剂，能有效地防止分子链在热或者是光照下的断裂现象，从而产品更耐腐蚀、耐老化、使用寿命长、可回收重复利用。
[0024] 3、用本发明公开的聚丙烯复合材料制得的塑料瓦片由于采用
树脂中
密度最低的聚丙烯作为主料，其材料密度为0.90-1.4克/立方厘米，较泥瓦/陶瓷瓦(平均密度2.65克/立方厘米)重量降低45％以上，因此，安装、搬运方便，省时省力。
[0025] 4、用本发明公开的聚丙烯复合材料制备的塑料瓦片其主材热导率为0.22W/(m·K)，而泥瓦/陶瓷瓦的热导率为0.87-1.16W/(m·K)，因此具有较好的隔热作用；同时声音在泥瓦/陶瓷瓦/水泥中的传播速度是4400-5000m/s，而在聚丙烯等树脂中的传播速度为1500-2800m/s，同时由于聚丙烯的长分子链结构，能有效低降低振动的
频率及
能量，因此塑料瓦片具有明显的隔热、降噪作用。
具体实施方式
[0026] 下面结合具体
实施例对本发明作进一步详细描述。
[0027] 以下各实施例中所使用的聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中至少一种，其熔体流动速率为1-100g/10min；无机填料为伊利石粉，其粒径D90大于1200目。其他助剂为市售产品。
[0028] 以下实施例所用
试剂仅为举例说明，并不用于限制本发明的保护范围，本发明其他实施例仍可选择
权利要求范围内的所有可选试剂。如无特别说明，实施例中份数均为重量份。
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例中增韧剂为乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丙烯共聚物，抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，光稳定剂为三丙酮胺，偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为PE蜡。
[0031] 按表1中各组分的配比(重量份)称取原料，将称量好的物料一起加入高混机中混合15min；将混合后的共混物通过
双螺杆挤出机挤出
造粒，挤出机的各区温度从
喂料段到机头温度依次为170℃、180℃、185℃、185℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、200℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
[0032] 实施例2
[0033] 本实施例中增韧剂为乙烯-辛烯共聚物，抗氧剂为硫代二丙酸双十八醇酯，光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为亚乙基二硬脂酸胺。
[0034] 按表1中各组分的配比(重量份)称取原料，将称量好的物料一起加入高混机中混合8min；将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为180℃、185℃、195℃、195℃、210℃、210℃、210℃、210℃、210℃、220℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
[0035] 实施例3
[0036] 本实施例中增韧剂为乙烯-丙烯共聚物，抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，光稳定剂为聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]，偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为PE蜡和EVA蜡。
[0037] 按表1中各组分的配比(重量份)称取原料，将称量好的物料一起加入高混机中混合8min；将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为175℃、180℃、190℃、200℃、205℃、210℃、210℃、205℃、210℃、220℃，挤出螺杆长径比为48，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
[0038] 实施例4
[0039] 本实施例中增韧剂为乙烯-丙烯共聚物，抗氧剂为硫代二丙酸双十八醇酯，光稳定剂为2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑，偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为硬脂酸钙。
[0040] 按表1中各组分的配比(重量份)称取原料，将称量好的物料一起加入高混机中混合8min；将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为175℃、180℃、190℃、200℃、205℃、210℃、210℃、205℃、210℃、220℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为300转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
[0041] 实施例5
[0042] 本实施例中增韧剂为乙烯-辛烯共聚物，抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，光稳定剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为亚乙基二硬脂酸胺。
[0043] 按表1中各组分的配比(重量份)称取原料，将称量好的物料一起加入高混机中混合10min；将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为175℃、180℃、190℃、200℃、205℃、210℃、210℃、205℃、210℃、220℃，挤出螺杆长径比为48，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
[0044] 实施例6
[0045] 本实施例中增韧剂为乙烯-丙烯共聚物，抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，光稳定剂为三丙酮胺，偶联剂为硅烷偶联剂，润滑剂为PE蜡。
[0046] 按表1中各组分的配比(重量份)称取原料，将称量好的物料一起加入高混机中混合5min；将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为175℃、180℃、190℃、200℃、205℃、210℃、210℃、205℃、210℃、210℃，挤出螺杆长径比为52，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
[0047] 表1实施例1～6中制备的聚丙烯复合材料的添加组分及重量份
[0048]组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
共聚聚丙烯 50 50 42 34 86 100
均聚聚丙烯 0 0 20 40 0 0
伊利石粉 50 40 30 20 10 0
增韧剂 0 10 8 6 4 0
抗氧剂 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.2
润滑剂 1 0.8 0.6 0.5 0.3 0.2
光稳定剂 0.6 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3
偶联剂 0.5 0.4 0.3 0.3 0.2 0
[0049] 表2实施例1～6制备的聚丙烯复合材料进行性能测试的测试结果
[0050]测试项目/单位 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6融指/g/10min ISO 1133 16.8 19.5 22.3 24.5 25.2 28.4
拉伸强度/Mpa ISO 527 19.8 16.9 17.8 20.2 18.9 18.7
弯曲强度/Mpa ISO 178 34.5 28.8 31.3 32.8 29.5 27.9
弯曲模量/Mpa ISO 178 2632 1775 2005 2250 1450 1050
缺口冲击强度/KJ/㎡ ISO 180 14.1 38.2 28.4 12.2 20.2 40.5
密度/g/cm3 ISO 1183 1.392 1.247 1.123 1.045 0.959 0.901
[0051] 通过表2的性能测试结果可知，本发明实施例1-6制备的聚丙烯复合材料冲击强度为14.1-40.5KJ/㎡，此性能制成的聚丙烯复合材料制成的塑料瓦片从屋顶掉落不会碎裂，同时也有着较好的综合性能；完全满足塑料瓦的各项性能要求。
[0052] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种
修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
