一種無機礦粉填充聚丙烯材料及其製備方法和應用的製作方法
2023-10-07 22:43:54 4
專利名稱：一種無機礦粉填充聚丙烯材料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無機礦粉填充聚丙烯材料及其製備方法，具體涉及用於對耐寒性和耐熱性要求比較高的聚丙烯鉸鏈材料及其製備方法。
背景技術：
聚合物材料反覆摺疊過程中，材料的正反兩面反覆受到拉伸以及彎曲應力的作用，因此用作鉸鏈製件的高分子材料，必須有極好的耐摺疊疲勞性。聚丙烯(PP)又名百折膠，只要注塑工藝得當以及模具無暇疵，製成鉸鏈材料時， 鉸鏈處可經受IO7次數的摺疊而不出現明顯開裂，是通用聚合物中耐疲勞性最好的，因而被廣泛用作鉸鏈材料。但是，純PP的耐熱性較差，在某些環境溫度比較高的場合(例如汽車發動機周圍的線束通道材料)，其作為鉸鏈材料的應用受到了限制，為此必須對純PP進行改性，提高其耐熱性。改善PP耐熱性的通常方法是加入碳酸鈣、滑石粉、雲母、矽灰石以及硫酸鋇等無機填料，一方面可以提高PP的耐熱性，同時可以起到降低成本的作用，但是加入上述無機粉體之後，PP的鉸鏈耐摺疊性能必然會下降，因此還要同時加入適當的增韌劑，提高無機礦粉填充PP鉸鏈材料的韌性，從而改善其鉸鏈耐摺疊性能。
發明內容
本發明旨在提供一種無機礦粉填充聚丙烯複合材料，具有優異耐熱性和耐寒性， 以克服現有技術存在的缺陷。本發明還提供了上述無機礦粉填充聚丙烯複合材料的製備方法。本發明另一個目的在於將上述無機礦粉填充聚丙烯複合材料用於製備鉸鏈材料。本發明的無機礦粉填充聚丙烯複合材料的組分和重量百分數包括
聚丙烯43% 90%
熱穩定劑0
潤滑劑0
增韌劑0 15%
無機礦粉填料10% 40%
所說的熱穩定劑選自酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯醯基官能團與硫
代酯的複合物類和杯芳烴中的一種或其任意的混合物；所說的潤滑劑選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸複合酯類、醯胺類的一種或其任意的混合物；所說的增韌劑選自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氫化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、 氫化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙膠和聚氨酯的一種或其任意的混合物；
所說的無機填料選自碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、雲母、矽灰石、玻璃微珠、陶瓷微珠以及硫酸鋇中的一種或其任意的混合物；所說的聚丙烯選用230 °C、2. 16kg壓力條件下熔體流動速率為0. 01 100g/10min、分子量在10 20萬的均聚PP、共聚PP或其混合物。上述無機礦粉填充聚丙烯複合材料的製備方法包括如下步驟按配比取上述原料，在長徑比為30 1 50 1的雙螺杆擠出機中熔融混合分散，擠出造粒，最終得到產品。熔融混合分散和擠出造粒的溫度為170 240°C。所得到的無機礦粉填充聚丙烯複合材料可用作製備鉸鏈的材料。本發明的產品，具有優異的鉸鏈耐摺疊疲勞性、良好的綜合力學性能、優異的耐寒性以及較高的熱變形溫度，其鉸鏈耐摺疊性能與純PP相近，拉伸強度> 30MPa，彎曲模量彡2000MPa，熱變形溫度彡115°C，可在-35 85°C的寬廣溫度範圍內長期使用，能用於製備耐熱性和耐寒性要求比較高的鉸鏈材料，且製備方法簡單。
具體實施例方式實施例1將84公斤均聚聚丙烯、2. 16kg壓力條件下熔體流動速率為lOg/lOmin，分子量10萬)、0. 5公斤酚類熱穩定劑Irganox 1010 (CIBA公司)、0. 5公斤潤滑劑硬脂酸鈣、 5公斤增韌劑高密度聚乙烯、10公斤無機填料碳酸鈣在長徑比為40 1的雙螺杆擠出機中熔融混合分散，熔融混合分散的溫度為170 240°C，擠出溫度為200°C，擠出造粒，最終得到產品。所得產物具有優異的鉸鏈耐摺疊疲勞性，良好的綜合力學性能，優異的耐寒性以及較高的熱變形溫度，其鉸鏈耐摺疊性能與純PP相近，拉伸強度> 30MPa,彎曲模量彡2000MPa，熱變形溫度彡115°C，可在-35 85°C的寬廣溫度範圍內長期使用而不影響其性能。其性能如表1所示表 權利要求
1. 一種無機礦粉填充聚丙烯複合材料，其特徵在於組分及重量百分數包括聚丙烯43% 90%熱穩定劑0 潤滑劑0 增韌劑0 15%無機礦粉填料10% 40%所說的無機填料選自碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、雲母、矽灰石、玻璃微珠、陶瓷微珠以及硫酸鋇中的一種或其混合物。
2.權利要求1所述的無機礦粉填充聚丙烯複合材料，其特徵在於，所說的聚丙烯為 230°C、2. 16kg壓力條件下熔體流動速率為0. 01 lOOg/lOmin的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或其任意的混合物。
3.權利要求1所述的無機礦粉填充聚丙烯複合材料，其特徵在於，所說的聚丙烯為分子量在10 20萬的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或其任意的混合物。
4.權利要求1所述的無機礦粉填充聚丙烯複合材料，其特徵在於，所說的熱穩定劑選自酚類、胺類、亞磷酸酯類、半受阻酚類、丙烯醯基官能團與硫代酯的複合物類或杯芳烴中的一種或其任意的混合物。
5.權利要求1所述的無機礦粉填充聚丙烯複合材料，其特徵在於，所說的潤滑劑選自低分子酯類、金屬皂類、硬脂酸複合酯類、醯胺類等的一種或其任意的混合物。
6.權利要求1所述的無機礦粉填充聚丙烯複合材料，其特徵在於，所說的增韌劑選自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氫化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、乙烯-辛烯共聚物、氫化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、乙烯-α -乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙膠或聚氨酯的一種或其任意的混合物。
7.權利要求1 6任一項所述的無機礦粉填充聚丙烯複合材料的製備方法包括如下步驟按比例取聚丙烯、熱穩定劑、潤滑劑、增韌劑、無機填料，在長徑比為30 1 50 1 的雙螺杆擠出機中熔融混合分散，擠出造粒。
8.權利要求7所述的無機礦粉填充聚丙烯複合材料的製備方法，其特徵在於，熔融混合分散和擠出造粒的溫度為170°C 240°C。
9.權利要求1或2所述無機礦粉填充聚丙烯複合材料在製備鉸鏈材料方面的應用。
全文摘要
本發明公開了一種無機礦粉填充聚丙烯複合材料及其製備方法和應用。其組分及重量百分數包括聚丙烯43％～90％、熱穩定劑0～1％、潤滑劑0～1％、增韌劑0～15％，無機礦粉填料10％-40％，無機填料選自碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、雲母、矽灰石、玻璃微珠、陶瓷微珠以及硫酸鋇中的一種或其混合物。本發明的產品，具有優異的鉸鏈耐摺疊疲勞性，良好的綜合力學性能，優異的耐寒性以及較高的熱變形溫度，其鉸鏈耐摺疊性能與純PP相近，拉伸強度≥30MPa，彎曲模量≥2000MPa，熱變形溫度≥110℃，在-35～85℃的寬廣溫度範圍內長期使用，可用於製備耐熱性和耐寒性要求比較高的鉸鏈材料。
文檔編號C08K3/34GK102206376SQ20101013739
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者丁超, 周英輝, 孫剛, 羅忠富, 陳廣強 申請人:上海金髮科技發展有限公司