CN106279975A - 具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，按重量分数计，由包括以下组分的原料制备而成：聚丙烯100份，丙烯均聚物5‑20份，乙烯‑丙烯共聚物10‑20份，有机高分子包覆的无机发泡剂5‑30份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体5‑10份，助剂1‑5份，所述无机发泡剂为NaHCO3。该聚丙烯母料制备而成的发泡成形体泡孔均匀、力学性能好。

Description

具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯材料，具体涉及一种具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料。
背景技术
自聚丙烯材料开始取代价格昂贵的工程塑料或笨重的金属材料以来，经过几十年的技术发展，这种替代性的工作从某种程度而言可以说已经逐步接近极致，短期内从材料替代的角度而言，很难会有较大的进展。因此，在现有的材料体系下，如何进一步降低部件的重量，提高产品的生产效率，实现汽车轻量化、节能减排的更高目标，同时为主机厂带来更好的经济效益，成为国内外行业共同关注的热点。
基于汽车工业发展这样一种持续的需求及发展状况，人们开发出了一种更为先进、效果更为理想的技术——聚丙烯微发泡注塑成型技术。这种技术是指以聚丙烯材料为基体，通过注塑工艺，在气体内压的作用下，使制品中间层密布尺寸从十到几十微米的封闭微孔而两侧有着致密的表皮结构；从而达到节约材料和减重的目的。
微发泡PP材料发泡成型后虽然较未发泡实心材料明显减轻重量，但同等厚度材料的刚性、韧性却有相应下降。再者，使用二氧化碳等无机发泡剂时，容易造成聚丙烯材料泡孔过于聚集，且泡孔多为开孔结构，泡孔结构容易被破坏，这进一步降低了材料的力学性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，该聚丙烯母料制备而成的发泡成形体泡孔均匀、力学性能好。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，按重量分数计，由包括以下组分的原料制备而成：聚丙烯100份，丙烯均聚物5-20份，乙烯-丙烯共聚物10-20份，有机高分子包覆的无机发泡剂5-30份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体5-10份，助剂1-5份，所述无机发泡剂为NaHCO3。
优选的，所述丙烯均聚物的数均分子量为1000-20000，所述乙烯-丙烯共聚物的MFR为20-60g/10min，MFR的测量是根据ASTM D-1238，条件230℃/2.16千克kg重量进行的。
优选的，所述聚丙烯熔点为140-175℃。
优选的，有机高分子包覆的无机发泡剂中有机高分子为聚氨酯改性有机硅树酯、聚烷基丙烯酸酯或聚羟基丙烯酸酯中的一种或多种。
优选的，所述有机高分子包覆的无机发泡剂由以下方法制备：
将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在50-150r/min速度下搅拌24h以上，用旋涂方法甩干，真空干燥0.2-1小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
优选的，所述无机粉体选自滑石粉、二氧化硅、氧化铝，碳酸钙，铁氧体及氢氧化镁中的一种或多种，所述无机粉体的粒径大小为3000-5000目。
优选的，所述硅烷偶联剂选自三甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，3-环氧丙烯基丙烯三甲氧基硅烷中的一种。
优选的，本发明的聚丙烯母料配方中不外加(即不主动添加)有机成核剂和有机弹性体，所述助剂包括发泡稳定剂、热稳剂。
本发明所达到的有益效果：
由本发明聚丙烯母料制得的发泡成形体泡孔均匀、泡孔为封闭微孔，泡孔直径为10-100μm，成型压力低，生产效率高，且本发明的配方所用原料易得，成本低，特别是发泡剂NaHCO3，经济环保，配合其他组分能够制得注塑级的、物理力学性能优异的汽车用微孔发泡聚丙烯材料。
附图说明
图1是实施例1中发泡成形体截面电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
先制备有机高分子包覆的无机发泡剂：将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在100r/min速度下搅拌30h以，用旋涂方法甩干，真空干燥0.5小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
按重量份数计，称取聚丙烯100份，丙烯均聚物5份，乙烯-丙烯共聚物10份，有机高分子包覆的无机发泡剂10份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体5份，助剂1份；
先将除有机高分子包覆的无机发泡剂以外的组分熔融共混制得聚丙烯基质，然后将聚丙烯基质同有机高分子包覆的无机发泡剂加入到耐压容器内，加热至指定温度，在加压下将混合液排放到压力低于耐压容器内的低压气体氛围中，从而获得本发明的聚丙烯母料。最后用该聚丙烯母料直接通过注塑工艺制得发泡成形体。
以上聚丙烯母料也可通过本领域技术人员所述熟知的其他方法制备，在此并不作为限定。
对发泡成形体进行性能测试，测试结果见表1。
实施例2
先制备有机高分子包覆的无机发泡剂：将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在100r/min速度下搅拌30h以，用旋涂方法甩干，真空干燥0.5小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
按重量份数计，称取聚丙烯100份，丙烯均聚物10份，乙烯-丙烯共聚物15份，有机高分子包覆的无机发泡剂25份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体8份，助剂3份；
制备方法同实施例1，成形体的性能测试结果见表1。
实施例3
先制备有机高分子包覆的无机发泡剂：将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在100r/min速度下搅拌30h以，用旋涂方法甩干，真空干燥0.5小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
按重量份数计，称取聚丙烯100份，丙烯均聚物20份，乙烯-丙烯共聚物10份，有机高分子包覆的无机发泡剂15份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体6份，助剂2份；
制备方法同实施例1，成形体的性能测试结果见表1。
对比例1(本对比例中不添加丙烯均聚物和乙烯-丙烯共聚物，其余与实施例3相同)
先制备有机高分子包覆的无机发泡剂：将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在100r/min速度下搅拌30h以，用旋涂方法甩干，真空干燥0.5小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
按重量份数计，称取聚丙烯100份，有机高分子包覆的无机发泡剂15份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体6份，助剂2份；
制备方法同实施例1，成形体的性能测试结果见表1。
对比例2(本对比例中用有机过氧化物代替丙烯均聚物和乙烯-丙烯共聚物，其余与实施例3相同)
先制备有机高分子包覆的无机发泡剂：将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在100r/min速度下搅拌30h以，用旋涂方法甩干，真空干燥0.5小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
按重量份数计，称取聚丙烯100份，有机过氧化物0.5份，有机高分子包覆的无机发泡剂15份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体6份，助剂2份；
制备方法同实施例1，成形体的性能测试结果见表1。
对比例3(本对比例中另外添加POE弹性体，其余与实施例3相同)
先制备有机高分子包覆的无机发泡剂：将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在100r/min速度下搅拌30h以，用旋涂方法甩干，真空干燥0.5小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
按重量份数计，称取聚丙烯100份，丙烯均聚物20份，乙烯-丙烯共聚物10份，POE弹性体10份，有机高分子包覆的无机发泡剂15份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体6份，助剂2份；
制备方法同实施例1，成形体的性能测试结果见表1。
性能测试
表1实施例和对比例性能测试结果
由对比例和实施例可看出，同样作为调节聚丙烯熔融张力的有机过氧化物，要比本申请加入的丙烯均聚物和乙烯-丙烯共聚物使用效果差，对成形体外观和气味影响较大；丙烯均聚物和乙烯-丙烯共聚物与聚丙烯有着较好的协同作用，他们的组合能够获得适合发泡工艺更好的聚丙烯基质；POE弹性的加入并没有对成形体起到更好的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，按重量分数计，由包括以下组分的原料制备而成：聚丙烯100份，丙烯均聚物5-20份，乙烯-丙烯共聚物10-20份，有机高分子包覆的无机发泡剂5-30份，硅烷偶联剂包覆的无机粉体5-10份，助剂1-5份，所述无机发泡剂为NaHCO3。
2.根据权利要求1所述的具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，所述丙烯均聚物的数均分子量为1000-20000，所述乙烯-丙烯共聚物的MFR为20-60 g/10min， MFR的测量是根据ASTM D-1238，条件230℃ /2.16 千克kg 重量进行的。
3.根据权利要求2所述的具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，所述聚丙烯熔点为140-175℃。
4.根据权利要求3所述的具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，有机高分子包覆的无机发泡剂中有机高分子为聚氨酯改性有机硅树酯、聚烷基丙烯酸酯或聚羟基丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，所述有机高分子包覆的无机发泡剂由以下方法制备：
将有机高分子溶于有机溶剂中后，加入NaHCO3超声分散均匀，然后在50-150r/min速度下搅拌24h以上，用旋涂方法甩干，真空干燥0.2-1 小时，去除有机溶剂，得有机高分子包覆的无机发泡剂。
6.根据权利要求1-4任一项所述的具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，所述无机粉体选自滑石粉、二氧化硅、氧化铝，碳酸钙，铁氧体及氢氧化镁中的一种或多种，所述无机粉体的粒径大小为3000-5000目。
7.根据权利要求6所述的具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自三甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，3- 环氧丙烯基丙烯三甲氧基硅烷中的一种。
8.根据权利要求1所述的具有均匀微孔的注塑级增强聚丙烯母料，其特征在于，不外加有机成核剂和有机弹性体，所述助剂包括发泡稳定剂、热稳剂。
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