一種改性聚丙烯複合材料及其製備方法
2023-06-05 10:32:51 1
專利名稱：一種改性聚丙烯複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子材料技術領域，特別涉及到一種改性聚丙烯複合材料及其製備方法。
背景技術：
改性聚丙烯材料是一種用途十分廣泛的材料，目前使用的填充類材料以滑石粉為主，最近出現了改進，如專利「一種納米碳酸鈣聚丙烯複合材料(專利號CN101210087A)」所公開的，該複合材料包含100份聚丙烯樹脂、1 15份納米碳酸鈣、1 20份彈性體、0. 1 1份穩定劑；又如專利「一種聚丙烯複合材料及其製備方法(專利號CN101775173A)」所公開的，其聚丙烯複合材料的配方由以下重量百分含量的組分組成聚丙烯40 70%，增韌劑 5 30%，中空玻璃微球10 40%，光熱穩定劑0. 2 5%，偶聯劑0. 1 5%，相容劑0. 5 5%，加工助劑0. 1 5%，阻燃劑2 15%。上述兩種改性聚丙烯材料分別使用納米碳酸鈣、 中空玻璃微球單獨填充改性，雖然在一定程度上提高了剛度、降低了密度，但是改進的幅度不夠明顯。
發明內容
本發明的目的是提出一種高剛度、低密度的改性聚丙烯複合材料及其製備方法。本發明的改性聚丙烯複合材料由40 90 {%聚丙烯、0 30wt9^f韌劑、1 20wt% 的中空玻璃微球、1 10wt%的納米碳酸鈣、1 15wt%的滑石粉、0. 3 0. 5wt%的抗氧劑、 lwt%的色母粒、0. 5 3wt%的相容劑混合而成。具體來說
所述聚丙烯材料為下列聚合物中的一種或多種均聚聚丙烯、共聚聚丙烯。所述增韌劑為下列聚合物中的一種或多種乙烯_丙烯_辛烯三元共聚物、乙烯_丙烯_ 丁二烯三元共聚物、苯乙烯_ 丁二烯共聚物、氫化的乙烯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物和丙烯-乙烯接枝共聚物。所述中空玻璃微球的密度為0. 125g/cc 0.60g/cc，軟化溫度為600°C，抗壓強度為 250psi-18000psio所述納米碳酸鈣的粒徑25 lOOnm，粒徑分布GSD為1. 57，立方形，比表面大於 25m2/g。所述滑石粉為1250目的超細滑石粉。所述抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168復配而成。所述相容劑為下列相容劑中的一種或多種馬來酸酐、矽烷偶聯劑、鋁酸脂偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑。本發明提出的上述的改性聚丙烯複合材料的製備方法包括如下步驟 A 按質量配比稱取原料；
B 將納米碳酸鈣、滑石粉、相容劑在高速攪拌機下混合攪拌5min，再將聚丙烯、增韌
3劑、抗氧劑、色母粒加入攪拌機攪拌lOmin，然後將攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中；
C 在雙螺杆擠出機專用側餵料口處添加中空玻璃微球；
D 設定雙螺杆擠出機各溫區溫度一區170°C，二區180°C，三區185°C，四區190°C，五區195°C，六區200°C，七區200°C，八區190°C，九區185°C，主機轉速100 200 rpm ； E 擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。本發明將納米碳酸鈣與中空玻璃混合填充至聚丙烯材料，以提高改性聚丙烯複合材料的剛性，同時降低了改性聚丙烯複合材料的密度，適合應用於製造汽車儀錶板、門護板、保險槓、立柱護板等部件，對於汽車材料以塑代鋼、節能減排等有著重要的作用。
圖1是各實施例與對比例的性能參數對比表。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關係、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。實施例1
將5wt%滑石粉、2wt%的納米碳酸鈣、1. 5wt%的馬來酸酐加入高速攪拌機中攪拌5min， 再將78. 2wt%均聚聚丙烯、lwt%的色母粒、2 wt%苯乙烯-丁二烯共聚物、0. 3wt%的抗氧劑加入攪拌機中攪拌10 min，將上述攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中，在雙螺杆擠出機專用側餵料口處添加10wt%的中空玻璃微球，擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。上述雙螺杆擠出機的加工溫度設定如下一區170°C，二區180°C，三區185°C，四區190°C，五區195°C，六區200°C，七區200°C，八區190°C，九區185°C，主機轉速180rpm。實施例2:
將5wt%滑石粉、3wt%的納米碳酸鈣、1. 5wt%的馬來酸酐加入高速攪拌機中攪拌5min， 再將79. 2 丨％聚丙烯、lwt%的色母粒、2wt%苯乙烯-丁二烯共聚物、0. 3wt%的抗氧劑加入攪拌機中攪拌10 min，將上述攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中，在雙螺杆擠出機專用側餵料口處添加8wt%的中空玻璃微球，擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。上述雙螺杆擠出機的加工溫度設定如下一區170°C，二區180°C，三區185°C，四區190°C，五區195°C，六區200°C，七區200°C，八區190°C，九區185°C，主機轉速180rpm。對比例1
將77. 2wt%聚丙烯、0. 3wt%的抗氧劑、lwt%的色母粒、1. 5wt%的馬來酸酐、20wt%的滑石粉加入高速攪拌機中攪拌15min，將上述攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中，擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。上述雙螺杆擠出機的加工溫度設定如下一區170°C，二區180°C，三區185°C，四區190°C，五區195°C，六區200°C，七區200°C，八區190°C，九區185°C，主機轉速180rpm。實施例3
將5襯％滑石粉、2wt%的納米碳酸鈣、1. 5wt%的矽烷偶聯劑加入高速攪拌機中攪拌5min,再將70. 2wt%聚丙烯、10wt%的乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、lwt%的色母粒、 0. 3wt%的抗氧劑加入攪拌機中攪拌10 min，將上述攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中，在雙螺杆擠出機專用側餵料口處添加10wt%的中空玻璃微球，擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。上述雙螺杆擠出機的加工溫度設定如下一區170°C，二區180°C，三區185°C，四區190°C，五區195°C，六區200°C，七區200°C，八區190°C，九區185°C，主機轉速160rpm。實施例4
將5襯％滑石粉、5wt%的納米碳酸鈣、1. 5wt%的矽烷偶聯劑加入高速攪拌機中攪拌 5min,再將70. 2 丨％聚丙烯、10wt%的丙烯-乙烯接枝共聚物、lwt%的色母粒、0. 3wt%的抗氧劑加入攪拌機中攪拌10 min，將上述攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中， 在雙螺杆擠出機專用側餵料口處添加7wt%的中空玻璃微球，擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。上述雙螺杆擠出機的加工溫度設定如下
一區 170°C，二區 180°C，三區 185°C，四區 190°C，五區 195°C，六區 200°C，七區 200°C， 八區190°C，九區185°C，主機轉速160rpm。對比例2:
將67. 2wt%聚丙烯、10wt%的乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、0. 3wt%的抗氧劑、lwt% 的色母粒、1. 5wt%的矽烷偶聯劑，20wt%的滑石粉加入高速攪拌機中攪拌15min，將上述攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中，擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。上述雙螺杆擠出機的加工溫度設定如下一區170°C，二區180°C，三區185°C，四區190°C，五區195°C，六區200°C，七區200°C，八區190°C，九區185°C，主機轉速160rpm。圖1為各實施例與對比例的性能參數表，其中密度的測試方法為ISO 1183標準方法，拉伸強度的測試方法為ISO 527標準方法，彎曲強度的測試方法為ISO 178標準方法，彎曲模量的測試方法為ISO 178標準方法，缺口衝擊強度的測試方法為ISO 180標準方法。從圖1中可以看出，實施例1與實施例2的聚丙烯材料複合材料中加入了納米碳酸鈣和中空玻璃微球，其密度低於對比例1隻加滑石粉的改性聚丙烯複合材料，而且實施例1、實施例2的拉伸強度、彎曲強度及彎曲模量均優於對比例1。從圖1中可以看出，實施例3與實施例4的聚丙烯材料複合材料中加入了納米碳酸鈣和中空玻璃微球，其密度低於對比例2隻加滑石粉的改性聚丙烯複合材料，而且實施例3、實施例4的拉伸強度、彎曲強度及彎曲模量均優於對比例2。
權利要求
1.一種改性聚丙烯複合材料，其特徵在於該改性聚丙烯複合材料由40 90wt%聚丙烯、0 30wt°/cJf韌劑、1 20wt%的中空玻璃微球、1 10wt%的納米碳酸鈣、1 15wt%的滑石粉、0. 3 0. 5wt%的抗氧劑、lwt%的色母粒、0. 5 3wt%的相容劑混合而成。
2.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料，其特徵在於所述聚丙烯材料為下列聚合物中的一種或多種均聚聚丙烯、共聚聚丙烯。
3.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料，其特徵在於所述增韌劑為下列聚合物中的一種或多種乙烯_丙烯_辛烯三元共聚物、乙烯_丙烯_ 丁二烯三元共聚物、苯乙烯_ 丁二烯共聚物、氫化的乙烯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物和丙烯_乙烯接枝共聚物。
4.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料，其特徵在於所述中空玻璃微球的密度為 0. 125g/cc 0. 60g/cc，軟化溫度為 600°C，抗壓強度為 250psi-18000psi。
5.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料，其特徵在於所述納米碳酸鈣的粒徑 25 lOOnm，粒徑分布GSD為1. 57，立方形，比表面大於25m2/g。
6.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料，其特徵在於所述滑石粉為1250目的超細滑石粉。
7.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料，其特徵在於所述抗氧劑為抗氧劑1010 與抗氧劑168復配而成。
8.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料，其特徵在於所述相容劑為下列相容劑中的一種或多種馬來酸酐、矽烷偶聯劑、鋁酸脂偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑。
9.根據權利要求1所述的改性聚丙烯複合材料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟A 按質量配比稱取原料；B 將納米碳酸鈣、滑石粉、相容劑在高速攪拌機下混合攪拌5min，再將聚丙烯、增韌劑、抗氧劑、色母粒加入攪拌機攪拌lOmin，然後將攪拌後的混合物料加入雙螺杆擠出機主餵料料筒中；C 在雙螺杆擠出機專用側餵料口處添加中空玻璃微球；D 設定雙螺杆擠出機各溫區溫度一區170°C，二區180°C，三區185°C，四區190°C，五區195°C，六區200°C，七區200°C，八區190°C，九區185°C，主機轉速100 200 rpm ；E 擠出造粒後乾燥、冷卻、切粒。
全文摘要
本發明的目的是提出一種高剛度、低密度的改性聚丙烯複合材料及其製備方法。本發明的改性聚丙烯複合材料由40～90wt%聚丙烯、0～30wt%增韌劑、1～20wt%的中空玻璃微球、1～10wt%的納米碳酸鈣、1～15wt%的滑石粉、0.3～0.5wt%的抗氧劑、1wt%的色母粒、0.5～3wt%的相容劑混合而成。本發明將納米碳酸鈣與中空玻璃混合填充至聚丙烯材料，以提高改性聚丙烯複合材料的剛性，同時降低了改性聚丙烯複合材料的密度，適合應用於製造汽車儀錶板、門護板、保險槓、立柱護板等部件，對於汽車材料以塑代鋼、節能減排等有著重要的作用。
文檔編號C08K3/34GK102516639SQ20111035873
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者方舟, 李進 申請人:奇瑞汽車股份有限公司