CN106147032A - 一种低收缩率改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，含有以下重量份的各组分：共聚聚丙烯65～75份、聚乙烯5～30份；聚氨酯弹性体5～20份；矿物填料20～25份；增韧剂POE 5～20份；添加剂0.2～3份；粉末丁腈橡胶0.5～5份；相容剂0.5～5份；助剂0.1～3份。本发明的低收缩率改性聚丙烯复合材料，既具有像玻璃纤维那样良好的收缩率，还有较出色的力学性能；同时制备方法操作简单，具有较高的刚韧平衡性、低温韧性以及低收缩率性能，能够满足汽车工业、家用电器、电器仪表工业和机械工业等多个行业的要求。

Description

一种低收缩率改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于改性聚丙烯复合材料领域，具体涉及一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，尤其涉及一种适用于制造汽车保险杠等的低收缩率的改性聚丙烯复合材料；本发明同时还涉及该低收缩率改性聚丙烯的制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)因其具有良好的加工性能和物化性能，同时质轻、价廉，与其它树脂相比，有着无可置疑的优势与竞争性，目前广泛应用于汽车工业、家用电器、电器仪表工业和机械工业中。聚丙烯密度小，刚性好，耐挠曲，耐化学腐蚀，绝缘性好以及改性后具有耐低温冲击性能和热老化性能等优点。
聚丙烯改性料的收缩率控制是聚丙烯改性的一个重要方面。收缩率控制的好对聚丙烯改性料的推广使用有重要意义，同时也是保证产品质量的一个重要方面。特别是利用改性聚丙烯取代传统的工程塑料，收缩率这一点显得十分重要。
聚丙烯改性在国内已经有成熟的技术，对聚丙烯改性理化性能的研究报导也很多，对收缩率问题则相对较少。目前改善聚丙烯收缩率最有效的方法就是添加玻璃纤维，玻璃纤维的加入一则破坏了聚丙烯的结晶度，影响收缩率，更重要的是玻璃纤维限制了聚丙烯的结晶收缩。但是，加入玻璃纤维之后，聚丙烯材料的表观质量就明显下降，而且，材料的耐冲击性能也略显不足。虽然已有添加各种助剂对聚丙烯进行改性，以提高其韧性、强度、刚性以及收缩性等，但都难以实现改性后的聚丙烯综合性能的平衡。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种低收缩率改性聚丙烯复合材料。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，按照重量份，含有以下组分：
优选的，所述共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为2～5：1，所述聚丙烯的熔体流动速率为10～40g/10min。
优选的，所述聚氨酯弹性体是分子量为3～10万的端羟基聚氨酯弹性体，其是由端异氰酸酯基(NCO)聚氨酯预聚体进行扩链后所形成的热塑性弹性体；所述聚氨酯预聚体的分子量为1～3万。
进一步的，所述矿物填料包括10～20份滑石粉、8～20份碳酸钙，硫酸钙晶须50～80份，其粒径范围均为1～5微米。
进一步的，所述增韧剂POE为一种乙烯～辛烯的共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔融指数为10～40g/10min.
进一步的，所述相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝物，熔融指数为80～120g/10min，测试条件190℃/2.16KG。
进一步的，所述助剂包括抗氧剂、光稳定剂、紫外吸收剂。
该低收缩率改性聚丙烯复合材料采用以下方法制备方法：
⑴、按权利要求1所述重量配比称取原料；
⑵、将聚丙烯、聚乙烯与增韧剂POE在1500转/分下高速混合12分钟；然后加入矿物填料，在1500转/分下高速混合12分钟；再加入相容剂与助剂，在1500～1800转/分下高速混合5～10分钟，得到预混料；
⑶、将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为200～250℃，螺杆转速为300～500转/分，挤出造粒，即可制得低收缩率的改性聚丙烯复合材料。
本发明具有以下的有益效果:
本发明选用粒径范围均为1～5微米，重量配比为10～20份滑石粉、8～20份碳酸钙，硫酸钙晶须50～80份的矿物填料，集矿物填料和玻璃纤维的优势于一身，使其既具有像玻璃纤维那样良好的收缩率，而且还具有较出色的力学性能；而且本发明的制备方法操作简单，制备的改性聚丙烯复合材料具有较高的刚韧平衡性、低温韧性以及低收缩率性能，能够满足汽车工业、家用电器、电器仪表工业和机械工业等多个行业的要求。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，按照重量份，含有以下组分：
其中，所述共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为2：1，所述聚丙烯的熔体流动速率为10g/10min。
所述的聚氨酯弹性体是分子量为3万的端羟基聚氨酯弹性体，所述聚氨酯预聚体的分子量为1万。
所述的所述矿物填料包括10份滑石粉、8份碳酸钙，硫酸钙晶须50份，其粒径范围均为1～5微米。
所述的所述增韧剂POE为一种乙烯～辛烯的共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔融指数为10g/10min.
所述的相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝物，熔融指数为80g/10min，测试条件190℃/2.16KG。
所述的所述助剂包括抗氧剂、光稳定剂、紫外吸收剂。
其制备方法如下：
⑴按权利要求1所述重量配比称取原料；
⑵将聚丙烯、聚乙烯与增韧剂POE在1500转/分下高速混合12分钟；然后加入矿物填料，在1500转/分下高速混合12分钟；再加入相容剂与助剂，在1500～1800转/分下高速混合5～10分钟，得到预混料；
⑶将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为200～250℃，螺杆转速为300～500转/分，挤出造粒，即可制得低收缩率的改性聚丙烯复合材料。
实施例2
一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，按照重量份，含有以下组分：
其中，所述共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为3.5：1，所述聚丙烯的熔体流动速率为25g/10min。
所述的聚氨酯弹性体是分子量为10万的端羟基聚氨酯弹性体，其是由端异氰酸酯基(NCO)聚氨酯预聚体进行扩链后所形成的热塑性弹性体；所述聚氨酯预聚体的分子量为3万。
所述的所述矿物填料包括15份滑石粉、14份碳酸钙，硫酸钙晶须65份，其粒径范围均为1～5微米。
所述的所述增韧剂POE为一种乙烯～辛烯的共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔融指数为25g/10min.
所述的相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝物，熔融指数为100g/10min，测试条件190℃/2.16KG。
其制备方法如实施例1所述。
实施例3
一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，按照重量份，含有以下组分：
其中，所述共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为5：1，所述聚丙烯的熔体流动速率为40g/10min。
所述的聚氨酯弹性体是分子量为6万的端羟基聚氨酯弹性体，其是由端异氰酸酯基(NCO)聚氨酯预聚体进行扩链后所形成的热塑性弹性体；所述聚氨酯预聚体的分子量为1～3万。
所述的所述矿物填料包括20份滑石粉、20份碳酸钙，硫酸钙晶须80份，其粒径范围均为1～5微米。
所述的所述增韧剂POE为一种乙烯～辛烯的共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔融指数为40g/10min.
所述的相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝物，熔融指数为120g/10min，测试条件190℃/2.16KG。
其制备方法如实施例1所述。
实施例1～3的低收缩率改性聚丙烯复合材料的物理机械性能测试如表1：
表1实施例的物理机械性能
实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度/MPa 33 36 39
弯曲强度/MPa 43 40 38
缺口冲击KJ/m2 20 26 32
收缩率 1.0 0.5 0.6
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，含有以下重量份的各组分：
2.如权利要求1所述的一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为2～5：1，所述聚丙烯的熔体流动速率为10～40g/10min。
3.如权利要求1所述的一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体是分子量为3～10万的端羟基聚氨酯弹性体，其是由端异氰酸酯基(NCO)聚氨酯预聚体进行扩链后所形成的热塑性弹性体；所述聚氨酯预聚体的分子量为1～3万。
4.根据权利要求1所述的一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述矿物填料包括10～20份滑石粉、8～20份碳酸钙，硫酸钙晶须50～80份，其粒径范围均为1～5微米。
5.如权利要求1所述的一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂POE为一种乙烯～辛烯的共聚物，密度为0.88～0.90g/cm3，熔融指数为10～40g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂为聚丙烯与马来酸酐的接枝物，熔融指数为80～120g/10min，测试条件190℃/2.16KG。
7.根据权利要求1所述的一种低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述助剂包括抗氧剂、光稳定剂、紫外吸收剂。
8.一种低收缩率改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴按权利要求1所述重量配比称取原料；
⑵将聚丙烯、聚乙烯与增韧剂POE在1500转/分下高速混合12分钟；然后加入矿物填料，在1500转/分下高速混合12分钟；再加入相容剂与助剂，在1500～1800转/分下高速混合5～10分钟，得到预混料；
⑶将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为200～250℃，螺杆转速为300～500转/分，挤出造粒，即可制得低收缩率的改性聚丙烯复合材料。
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