CN103172930A - 一种高焊接强度聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种高焊接强度聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103172930A CN103172930A CN2011104349751A CN201110434975A CN103172930A CN 103172930 A CN103172930 A CN 103172930A CN 2011104349751 A CN2011104349751 A CN 2011104349751A CN 201110434975 A CN201110434975 A CN 201110434975A CN 103172930 A CN103172930 A CN 103172930A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- polypropylene composite
- welding strength
- high welding
- strength polypropylene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高焊接强度的聚丙烯复合材料及其制备方法，其中聚丙烯复合材料由以下原料按重量百分比组成：聚丙烯，接枝聚烯烃和弹性体增韧剂。在不影响材料性能和注塑工艺、也无需改变焊接工艺的前提下，获得更适用于超声波或摩擦振动焊接工艺、焊接强度更高的聚丙烯复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯复合材料，尤其涉及一种具有高焊接强度的聚丙烯复合物及其制备方法。
背景技术
聚丙烯（polypropylene，PP）是一种通用高分子材料，由于脆性较大，因此商业上一般加入部分其它共聚单体进行共聚改性，因此市售聚丙烯具有更好的抗冲击强度。
汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程，近年来，随着汽车工业的迅猛发展和新能源汽车产业的战略性布局，越来越多的高性能高分子复合材料在汽车内外饰件中得到越来越广泛的应用。其中以聚丙烯为基体的复合材料由于其低廉的价格、优良的综合性能、出色的加工可塑性等特点，逐渐成为汽车用塑料的主力军，并开始出现在车用材料领域逐步取代其它昂贵的工程塑料的发展趋势。PP用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性PP产品，其耐热性可由80℃提高到145℃~150℃，并能承受高温750~1000h后不老化，不龟裂。据报道，日本丰田公司推出的新一代具有高取向结晶性的聚丙烯HEHCPP产品，可以作为汽车仪表板、保险杠，比以TPO为原料生产的同类产品成本降低30%，因此改性PP用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。
随着汽车设计理念的发展，安全美观实用环保成为当前的主要发展趋势，大量零部件总成安装时直接采用塑料焊接方式，大大减少金属连接件的使用，使车用塑料的可回收性提高，零件重量也随之减轻。塑料焊接是采用超声波、振动磨擦、高频电流等方式，使塑料件接触面的分子快速融合在一起的加热连接方法，即使焊接区试样表面温度升高熔化，挤出形成一定厚度的熔化层，焊接后在一定时间内保持压力，直到熔化层冷却凝固成为可靠接头的方法。
原则上来说，包括聚丙烯在内的所有热塑性塑料都可以采用上述几种方式进行焊接，但在有些特殊的零部件上，如侧门板、无缝仪表板、安全气囊盖板等需要在特定情况下承受巨大冲击力的安全部件上，常规聚丙烯材料焊接后的连接强度很可能无法承受巨大的撕裂力而导致脱焊，从而产生出高速飞溅的硬质碎片对人员造成伤害，尤其是在高低温或其它恶劣的环境条件下更加危险。
因此，在塑料焊接应用越来越广泛的前提下，急需开发出一种聚丙烯复合材料，其焊接强度明显高于常规聚丙烯材料，用于生产上述部件以满足安全要求，同时不能影响材料的原有机械性能和加工性能，更不能引入其它不相容或难相容的异类组分。
据统计，2010年中国汽车产销量已经位居全球第一，中国汽车制造业对工程塑料需求量增长迅速，但目前中国工程塑料自给率很低。因此，研究可用于工程塑料的PP对中国汽车产业的发展具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术聚丙烯材料焊接后的连接强度很可能无法承受巨大的撕裂力而导致脱焊的问题，本发明提供了一种具有高焊接强度的聚丙烯复合材料、及其制备方法，以满足注塑零部件进行超声波或摩擦振动焊接的要求。
本发明的第一个目的是提供一种高焊接强度聚丙烯复合材料，组分包括：
丙烯均聚物和/或共聚物，
接枝聚烯烃 0.5~6wt%，
弹性体增韧剂 0~20wt%。
其中，所述接枝聚烯烃包括接枝聚乙烯、接枝聚丙烯、接枝聚苯乙烯、接枝ABS、接枝POE中的任意一种，所述接枝聚烯烃主链也可以是上述烯烃的共聚物；接枝基团包括酸酐、硅烷、羧酸、酰胺中的一种或多种，如马来酸酐、硅烷、丙烯酸、聚丙烯酰胺等。
优选地，所述接枝聚烯烃熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为10~50g/10min，接枝率优选为0.5-1.0%。
其中，所述丙烯共聚物可以是接枝共聚物、前段共聚物、无规共聚物等，丙烯外的其它共聚单体摩尔比为4~10%，即丙烯共聚物链中丙烯单体单元数量含量为90%~96%，其它工具单体单元数量含量为4~10%。所述其它工具单体如乙烯、苯乙烯、丁烯等。
其中，所述丙烯均聚物可以是无规聚丙烯或等规聚丙烯。
优选地，所述丙烯均聚物和/或共聚物熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为0.5~60g/10min。并且，所述丙烯均聚物和/或共聚物在所述复合材料中的重量百分比优选为43~89wt%
其中，所述弹性体增韧剂可以是任意合适的聚烯烃弹性体，包括但不限于聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)等中的一种或两种以上的组合物。
优选地，弹性体增韧剂熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为0.5~50g/10min。
本发明上述的高焊接强度聚丙烯复合材料，组分还可以包括：
无机填料 10~30%。
其中，所述无机填料包括滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的任意一种。
优选地，所述无机填料粒径为1~20μm；更优选地，所述无机填料粒径为1~10μm。
本发明上述的高焊接强度聚丙烯复合材料，组分还可以包括：
抗氧化剂 0.1~2wt%。
其中，所述抗氧化剂可以是主抗氧剂于辅助抗氧剂组成的体系，所述主抗氧剂如受阻酚类抗氧化剂和硫酯类抗氧化剂（硫代酯类抗氧化剂）；所述辅助抗氧剂如亚磷酸类抗氧剂，主要包括亚磷酸盐和/或亚磷酸酯。
本发明上述的高焊接强度聚丙烯复合材料，各组分之和不足100%的部分，为本领域常用的其它添加剂，如着色剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑剂、 偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。优选地，其它添加剂的用量不超过5wt%。
本发明的第二个目的是提供上述高焊接强度聚丙烯复合材料的制备方法，步骤包括：
步骤1，称取聚丙烯复合材料组分，所述聚丙烯复合材料组分包括
丙烯均聚物和/或共聚物，
接枝聚烯烃 0.5~6wt%
弹性体增韧剂 0~20wt%；
步骤2，将称取的各组分共混挤出。
所述共混挤出在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分；螺筒内温度为：一区190-200℃、二区190-210℃、三区190-210℃、四区190-210℃、机头190-220℃。
其中，所述接枝聚烯烃包括接枝聚乙烯、接枝聚丙烯、接枝聚苯乙烯、接枝ABS、接枝POE中的任意一种，所述接枝聚烯烃主链也可以是上述烯烃的共聚物；接枝基团包括酸酐、硅烷、羧酸、酰胺中的一种或多种，如马来酸酐、硅烷、丙烯酸、聚丙烯酰胺等。
优选地，所述接枝聚烯烃熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为10~50g/10min，接枝率优选为0.5-1.0%。
其中，所述丙烯共聚物可以是接枝共聚物、前段共聚物、无规共聚物等，丙烯外的其它共聚单体摩尔比为4~10%，即丙烯共聚物链中丙烯单体单元数量含量为90%~96%，其它工具单体单元数量含量为4~10%。所述其它工具单体如乙烯、苯乙烯、丁烯等。
其中，所述丙烯均聚物可以是无规聚丙烯或等规聚丙烯。
优选地，所述丙烯均聚物和/或共聚物熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为0.5~60g/10min。并且，所述丙烯均聚物和/或共聚物在所述复合材料中的重量百分比优选为43~89wt%
其中，所述弹性体增韧剂可以是任意合适的聚烯烃弹性体，包括但不限于聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)等中的一种或两种以上的组合物。
优选地，弹性体增韧剂熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为0.5~50g/10min。
本发明上述的高焊接强度聚丙烯复合材料组分中还可以包括：
无机填料 10~30%。
其中，所述无机填料包括滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的任意一种。
优选地，所述无机填料粒径为1~20μm；更优选地，所述无机填料粒径为1~10μm。
本发明上述的高焊接强度聚丙烯复合材料组分中还可以包括：
抗氧化剂 0.1~2wt%。
其中，所述抗氧化剂可以是主抗氧剂于辅助抗氧剂组成的体系，所述主抗氧剂如受阻酚类抗氧化剂和硫酯类抗氧化剂；所述辅助抗氧剂如亚磷酸类抗氧剂，主要包括亚磷酸盐和/或亚磷酸酯。
本发明上述的高焊接强度聚丙烯复合材料组分中，各组分之和不足100%的部分，为本领域常用的其它添加剂，如着色剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑剂、 偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。优选地，其它添加剂的用量不超过5wt%。
通过上述设计，本发明提供的聚丙烯复合材料明显提高了零部件焊接处的抗冲击和抗撕裂能力，大大提高了汽车用塑料零部件在承受巨大冲击时的安全系数。同时本发明高焊接强度聚丙烯复合材料，不引入任何与聚丙烯不相容的或难相容的组分，在提高焊接强度的同时，其它物理机械性能和加工性能不受明显影响。
具体实施方式
本发明提供了一种高焊接强度的聚丙烯复合材料，组分包括：
丙烯均聚物和/或共聚物，
接枝聚烯烃 0.5~6wt%，
弹性体增韧剂 0~20wt%。
还还可以包括：
无机填料 10~30%；和/或
抗氧化剂 0.1~2wt%。
或者还加入本领域常用的其它添加剂，其它添加剂在所述复合材料中的重量百分比优选为0~5wt%，
其中，所述接枝聚烯烃包括接枝聚乙烯、接枝聚丙烯、接枝聚苯乙烯、接枝ABS、接枝POE中的任意一种，所述接枝聚烯烃主链也可以是上述烯烃的共聚物；接枝基团包括酸酐、硅烷、羧酸、酰胺中的一种或多种，如马来酸酐、硅烷、丙烯酸、聚丙烯酰胺等。
优选地，所述接枝聚烯烃熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为10~50g/10min，接枝率优选为0.5-1.0%。
其中，所述丙烯共聚物可以是接枝共聚物、前段共聚物、无规共聚物等，丙烯外的其它共聚单体摩尔比为4~10%，即丙烯共聚物链中丙烯单体单元数量含量为90%~96%，其它工具单体单元数量含量为4~10%。所述其它工具单体如乙烯、苯乙烯、丁烯等。
其中，所述丙烯均聚物可以是无规聚丙烯或等规聚丙烯。
优选地，所述丙烯均聚物和/或共聚物熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为0.5~60g/10min。并且，所述丙烯均聚物和/或共聚物在所述复合材料中的重量百分比优选为43~89wt%
其中，所述弹性体增韧剂可以是任意合适的聚烯烃弹性体，包括但不限于聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)等中的一种或两种以上的组合物。
优选地，弹性体增韧剂熔融流动指数（230℃和2.16kg负荷条件下）为0.5~50g/10min。
其中，所述无机填料包括滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的任意一种。
优选地，所述无机填料粒径为1~20μm；更优选地，所述无机填料粒径为1~10μm。
其中，所述抗氧化剂可以是主抗氧剂于辅助抗氧剂组成的体系，所述主抗氧剂如受阻酚类抗氧化剂和硫酯类抗氧化剂（硫代酯类抗氧化剂）；所述辅助抗氧剂如亚磷酸类抗氧剂，主要包括亚磷酸盐和/或亚磷酸酯。
所述受阻酚类抗氧化剂如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八碳醇酯、N,N′-六亚甲基双（3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺）、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6[1H,3H,5H]三酮等。
所述硫酯类抗氧化剂主要是硫代丙酸酯类，如硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双十四酯、硫代二丙酸双十三酯等。
所述亚磷酸类抗氧化剂如亚磷酸三辛酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三（十二碳醇）酯和亚磷酸三(十六碳醇)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双[2-甲基-4,6-二(1,1’-二甲基乙基)苯酚]磷酸乙基酯、四(2,4-二叔丁基八烷氧基-4,4-联苯基)磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二(2,4-二对异丙基苯基)季戌四醇双亚磷酸酯、(2,4,6-三叔丁基苯基-2·丁基-2-乙基)—1,3-丙二醇亚磷酸酯、2,2’-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)氟代亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基苯基-4,4’-联苯基)双磷酸酯、螺乙二醇二[2,2’-亚甲基双(4,6二叔丁基苯基)亚磷酸酯等、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯。
所述其它添加剂如着色剂、成核剂、发泡剂、表面活性剂、增塑剂、 偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。
本发明还提供了一种上述高焊接强度聚丙烯复合材料的制备方法，按照重量比称取各组分，混合后送入杆挤出机，共挤出造粒。挤出机优选为双螺杆挤出机，其中螺筒内温度为：一区190-200℃，二区190-210℃，三区190-210℃，四区190-210℃，机头190-220℃，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分。
下面通过具体实施了对本发明玻璃纤维增强尼龙复合材料及其制备方法进行详细的介绍和描述，以使更好地理解本发明，但是应当理解的是，下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
聚丙烯 84g
滑石粉 10g
马来酸酐接枝聚丙烯 0.5g
POT弹性体增韧剂 5g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实施例2
聚丙烯 82.5g
滑石粉 10g
马来酸酐接枝聚丙烯 2g
POT弹性体增韧剂 5g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实施例3
聚丙烯 68.5g
滑石粉 20g
马来酸酐接枝聚丙烯 1g
POT弹性体增韧剂 10g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实施例4
聚丙烯 65.5g
滑石粉 20g
马来酸酐接枝聚丙烯 4g
POT弹性体增韧剂 10g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实施例5
聚丙烯 48g
滑石粉 30g
马来酸酐接枝聚丙烯 1.5g
POT弹性体增韧剂 20g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实施例6
聚丙烯 43.5g
滑石粉 30g
马来酸酐接枝聚丙烯 6g
POT弹性体增韧剂 20g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
将上述实施例1~6中制备的复合材料样品分别进行性能测试，性能检测结果见表1。
表1，本发明上述实施例1~6制备的复合材料性能测试结果
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 焊接强度(级) | 5 | 6 | 5 | 6 | 6 | >6 |
| 密度(g/cm3) | 0.963 | 0.962 | 1.044 | 1.042 | 1.110 | 1.114 |
| 熔融指数(g/10min) | 19.3 | 18.9 | 18.1 | 17.8 | 14.1 | 14.0 |
| 拉伸强度(MPa) | 21.8 | 22.0 | 18.9 | 19.0 | 17.8 | 17.9 |
| 弯曲模量(MPa) | 1450 | 1468 | 1769 | 1782 | 1685 | 1703 |
| 23℃缺口冲击强度(kJ/m2) | 8.7 | 8.5 | 11.9 | 11.7 | 31.6 | 30.5 |
| -30℃缺口冲击强度(kJ/m2) | 2.5 | 2.7 | 3.1 | 3.2 | 4.9 | 5.1 |
下面以不加接枝聚烯烃的聚丙烯复合材料进行对比。
对比例1
聚丙烯 84.5g
滑石粉 10g
马来酸酐接枝聚丙烯 0.5g
POT弹性体增韧剂 5g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
对比例2
聚丙烯 69.5g
滑石粉 20g
POT弹性体增韧剂 10g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
对比例3
聚丙烯 49.5g
滑石粉 30g
POT弹性体增韧剂 20g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
将上述对比例1~3中制备的复合材料样品分别进行性能测试，性能检测结果见表2。
下面以不加接枝聚烯烃和弹性体增韧剂的聚丙烯复合材料进行对比。
对比例4
聚丙烯 89.5g
滑石粉 10g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
对比例5
聚丙烯 79.5g
滑石粉 20g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
对比例6
聚丙烯 69.5g
滑石粉 30g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
将上述实施例1~3中制备的复合材料样品分别进行性能测试，性能检测结果见表2。
表2，对比例1~6制备的聚丙烯复合材料性能测试结果
| 对比例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 焊接强度(级) | 2.5 | 2.5 | 3 | 2 | 1.5 | 1 |
| 密度(g/cm3) | 0.961 | 1.040 | 1.108 | 0.966 | 1.045 | 1.112 |
| 熔融指数(g/10min) | 19.1 | 18.2 | 14.5 | 21.5 | 23.4 | 20.6 |
| 拉伸强度(MPa) | 21.2 | 18.2 | 17.0 | 23.4 | 20.9 | 19.3 |
| 弯曲模量(MPa) | 1422 | 1711 | 1644 | 1678 | 1980 | 2245 |
| 23℃缺口冲击强度(kJ/m2) | 8.9 | 12.1 | 32.7 | 5.2 | 3.5 | 2.8 |
| -30℃缺口冲击强度(kJ/m2) | 2.3 | 2.9 | 4.5 | 1.9 | 1.5 | 1.4 |
表1和表2中：
样品密度测试按ISO1183A标准进行；
样品熔体流动速率测试按ISO1133标准（230℃和2.16kg负荷条件）进行；
样品拉伸性能测试按ISO527-2标准进行，试样尺寸为170×10×4mm，拉伸速度为50mm/min；
弯曲性能测试按ISO178标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，跨距64mm，弯曲速度2mm/min；
简支梁冲击性能测试按ISO179标准进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一。
材料的焊接强度采用主观评价方式，由3到5名实验人员将完成焊接后的两部分注塑件从焊缝处破坏并撕开，并根据破坏难易程度对焊接强度进行打分，分值从1级到6级不等，取所有实验人员给出的平均分数进行评价，分值越高表明焊接强度越高，焊接件抗撕裂破坏能力越强，无法撕开则标注为> 6级。
从对比例1~6中可以看出，随着滑石粉等无机矿物的含量的增加，虽然增加了弯曲模量，但是抗冲击强度和焊接强度均逐渐下降，加入POE等弹性体增韧剂后，抗冲击强度和焊接强度均有增加，但是增加效果非常有限，而且流动性（加工性能功能）受到明显的影响。
对比本发明实施例1~6中加入了接枝聚烯烃的聚丙烯复合材料的性能，可以看出，焊接强度均大幅度提升。对比实施例1~2和对比例1、实施例3~4和实施例2、实施例5~6和对比例3，可以看出，加入了接枝聚烯烃后，流动性能有了改善，并且部分机械性能还有一定程度的提高。
上述实施例中所说聚丙烯可以是丙烯均聚物或丙烯与少量共聚单体（摩尔百分比4~10%）得到的共聚物。
下面是采用丙烯酸接枝聚丙烯、硅烷接枝聚乙烯与聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶作为添加剂制备聚丙烯复合材料实施例。
实施例7
聚丙烯 43.5g
滑石粉 30g
丙烯酸接枝聚丙烯 6g
乙烯-丙烯-二烯橡胶 20g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
实施例8
聚丙烯 43.5g
滑石粉 30g
硅烷接枝聚乙烯 6g
聚丁二烯橡胶 20g
四[甲基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.1g
亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯 0.1g
硫代二丙酸二硬脂醇酯 0.3g
按重量百分比称起各种原材料，在高速混合器中干混5分钟之后；将混合好的原料置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒。其中螺筒内温度为：一区200℃，二区210℃，三区210℃，四区210℃，机头220℃，双螺杆挤出机转速为400转/分。
参照表1和表2的性能检测方法，实施例7和8中制备的聚丙烯复合材料，焊接强度也能达到5级。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，组分包括：
丙烯均聚物和/或共聚物，
接枝聚烯烃 0.5~6wt%，
弹性体增韧剂 0~20wt%；
其中，所述接枝聚烯烃的接枝基团包括自酸酐、硅烷、羧酸、酰胺中的一种或多种；所述丙烯共聚物中其它共聚单体摩尔比为4~10%。
2.根据权利要求1所述的高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，所述丙烯均聚物和/或共聚物在230℃以及2.16kg负荷条件下的熔融流动指数为0.5~60g/10min。
3.根据权利要求1所述的高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，所述接枝聚烯烃的接枝率为0.5~1%。
4.根据权利要求1或3所述的高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，所述接枝聚烯烃在230℃以及2.16kg负荷条件下的熔融流动指数为10~50g/10min。
5.根据权利要求1所述的高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，组分还包括：
无机填料 10~30%。
6.根据权利要求5所述的高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，所述无机填料粒径为1~20μm。
7.根据权利要求1所述的高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，组分还包括：
抗氧化剂 0~20wt%。
8.根据权利要求7所述的高焊接强度聚丙烯复合材料，其特征在于，所述氧化剂包括主抗氧剂和辅助抗氧，所述主抗氧剂包括剂受阻酚类抗氧化剂和硫酯类抗氧化剂中的任意一种；所述辅助抗氧剂包括亚磷酸盐和亚磷酸酯类抗氧化剂中的任意一种。
9.一种制备如权利要求1所述的高焊接强度聚丙烯复合材料的方法，步骤包括：
步骤1，称取聚丙烯复合材料组分，所述聚丙烯复合材料组分包括
丙烯均聚物和/或共聚物，
接枝聚烯烃 0.5~6wt%
弹性体增韧剂 0~20wt%；
其中，所述接枝聚烯烃的接枝基团包括酸酐、硅烷、羧酸、酰胺中的一种或多种；
所述聚丙烯共聚物中其它共聚单体摩尔比为4~10%；
步骤2，将称取的各组分共混挤出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述共混挤出在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机转速为100-1000转/分；螺筒内温度为：一区190-200℃、二区190-210℃、三区190-210℃、四区190-210℃、机头190-220℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104349751A CN103172930A (zh) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | 一种高焊接强度聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104349751A CN103172930A (zh) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | 一种高焊接强度聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103172930A true CN103172930A (zh) | 2013-06-26 |
Family
ID=48633152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011104349751A Pending CN103172930A (zh) | 2011-12-22 | 2011-12-22 | 一种高焊接强度聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103172930A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104804356A (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 神华集团有限责任公司 | 一种阻燃抗静电组合物及其制备方法 |
| CN108285608A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-07-17 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种提高超声波焊接强度的聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN109762255A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-05-17 | 广东聚石化学股份有限公司 | 一种耐油高氧指数易焊接的改性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN110551358A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-10 | 合肥科拜耳新材料有限公司 | 一种高超声波焊接强度聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN111087741A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-01 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料及其制备方法 |
| CN111499974A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-07 | 武汉理工大学 | 具有高超声波焊接强度的改性聚丙烯树脂及其制备方法 |
| CN112480550A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 重庆普利特新材料有限公司 | 一种无浮纤高焊接强度软触感聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101712780A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-05-26 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种低密度、高刚性、高韧性的聚丙烯纳米复合材料及其制备方法 |
| CN102108175A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种低光泽高刚韧性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
-
2011
- 2011-12-22 CN CN2011104349751A patent/CN103172930A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101712780A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-05-26 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种低密度、高刚性、高韧性的聚丙烯纳米复合材料及其制备方法 |
| CN102108175A (zh) * | 2009-12-25 | 2011-06-29 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种低光泽高刚韧性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104804356A (zh) * | 2014-01-23 | 2015-07-29 | 神华集团有限责任公司 | 一种阻燃抗静电组合物及其制备方法 |
| CN104804356B (zh) * | 2014-01-23 | 2018-09-14 | 神华集团有限责任公司 | 一种阻燃抗静电组合物及其制备方法 |
| CN108285608A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-07-17 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种提高超声波焊接强度的聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN109762255A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-05-17 | 广东聚石化学股份有限公司 | 一种耐油高氧指数易焊接的改性聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN110551358A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-10 | 合肥科拜耳新材料有限公司 | 一种高超声波焊接强度聚丙烯材料及其制备方法 |
| CN111087741A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-01 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种易于超声波焊接的聚丙烯改性材料及其制备方法 |
| CN111499974A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-07 | 武汉理工大学 | 具有高超声波焊接强度的改性聚丙烯树脂及其制备方法 |
| CN111499974B (zh) * | 2020-05-11 | 2021-07-06 | 武汉理工大学 | 具有高超声波焊接强度的改性聚丙烯树脂及其制备方法 |
| CN112480550A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 重庆普利特新材料有限公司 | 一种无浮纤高焊接强度软触感聚丙烯复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103172930A (zh) | 一种高焊接强度聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN102391583B (zh) | 一种抗低温聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN102649854A (zh) | 一种聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN103030882B (zh) | 一种用于制备汽车保险杠的再生材料及其制备方法 | |
| CN101367992B (zh) | 一种聚碳酸酯/聚酯合金的制备方法 | |
| CN101092496B (zh) | 高光泽耐冲击填充改性聚丙烯及制法和应用 | |
| CN103012952B (zh) | 一种汽车安全气囊盖板用聚丙烯热塑性弹性体及其制备方法 | |
| EP1620501B1 (en) | Scratch-resistant polypropylene composition | |
| CN1840576B (zh) | 高性能低气味汽车仪表板专用聚丙烯及其制备方法 | |
| CN102898723A (zh) | 一种聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN102875904B (zh) | 同时具备耐划伤性和超低温韧性的聚丙烯组合物及其制法 | |
| CN102206383A (zh) | 一种汽车保险杆用的聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN102504411B (zh) | 一种低线性膨胀系数聚丙烯复合物及其制备方法 | |
| CN106009252A (zh) | 一种高韧、高耐寒的透明聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN101798423A (zh) | 以废旧聚丙烯塑料件为原料的改性复合材料及其制备方法 | |
| CN102070833A (zh) | 一种提高聚丙烯极性用填充母粒及其制备方法 | |
| CN106280013B (zh) | 一种无缝气囊仪表板用聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN102838807B (zh) | 一种耐冲击和低温韧性良好的聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN109294185A (zh) | 一种车用保险杠材料及其制备方法与应用 | |
| CN102532723B (zh) | 一种汽车保险杆专用聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN103483680A (zh) | 聚丙烯长碳链尼龙共混物及其制备方法 | |
| WO2007142193A1 (ja) | ポリプロピレン系樹脂組成物およびそれからなる自動車用射出成形体 | |
| CN105670107A (zh) | 一种高表面张力的连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN105330979B (zh) | 一种无缝气囊仪表台用聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN101070413A (zh) | 废旧聚苯乙烯的再生方法和利用该方法制得的再生产品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130626 |