CN107043489A - 一种低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，由包括如下重量份数的组分制备而得：高流动性均聚聚丙烯30～60份；高流动共聚聚丙烯5～25份；高流动性乙烯‑辛烯共聚物5～20份；滑石粉2～8份；色母1～2份；主抗氧剂0.2～0.4份；辅助抗氧剂0.2～0.4份。本发明所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料在滑石粉填充量较低的前提下，使材料保持较高的刚性，使用此种材料制备的零件保持良好的功能性。

Description

一种低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料
技术领域
本发明属于高分子改性的技术领域，尤其是涉及一种低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料。
背景技术
聚丙烯因其优异的性能和巨大的供给量被广泛的应用于汽车、家电、食品包装等领域。但因其亦存在尺寸稳定性差、遇热易翘曲变形等缺点，在实际应用过程中，往往在聚丙烯材料中添加10％-40％的滑石粉进行物理改性，以提高材料的刚性及尺寸稳定性。
近年来，为了适应节能、环保的主题，各汽车主机厂纷纷提出了各种车用材料轻量化的方案，如汽车外饰材料的薄壁化、汽车内饰材料低密度化、以塑代钢等等。其中降低车用聚丙烯材料密度，降低车身重量是解决整车重量降低的重要手段之一。降低材料的密度，意味着减少添加至材料中的滑石粉含量，但滑石粉含量的降低，意味着间接的降低材料的刚性，对汽车零件的功能性会产生一定影响，故材料低密度与高刚性便是一对矛盾体，也是车用低密度聚丙烯材料急需解决的重点问题之一。
因汽车零件较大且结构较为复杂，故各主机厂对注塑出的零件的虎皮纹、熔接痕等外观缺陷非常关注，提高材料的流动性，改善材料的可加工功能，也是设计低密度、高刚性聚丙烯材料需要重点关注并解决的重要问题之一。
发明内容
为了克服上述的技术难题，本发明的目的之一为提供一种低密度、高流动、高刚性滑石粉填充聚丙烯材料。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，由包括如下重量份数的组分制备而得：
进一步的，所述的高流动性均聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥50g/10min，在测试环境温度为23±2℃的条件下的弯曲模量≥2000MPa。
进一步的，所述的高流动性共聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥30g/10min，在测试环境温度为23±2℃的条件下的弯曲模量≥1000MPa。
进一步的，所述的高流动性乙烯-辛烯共聚物在测试温度为测试温度为190℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥10g/10min。
进一步的，所述的滑石粉为粒径分布在1250目-5000目的滑石粉中一种或两种以上的混合物。
进一步的，所述的主抗氧剂为受阻酚类化合物。
优选地，所述的主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。
进一步的，所述的辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物。
优选地，所述的辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)。
本发明所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取高流动均聚聚丙烯、高流动共聚聚丙烯、高流动性乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、色母、主抗氧剂、辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1～3min，混合均匀后得到预混料；
(2)将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥即得成品。
进一步的，所述双螺杆挤出机中熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；所述双螺杆挤出机的长径比为40：1。
相对于现有技术，本发明所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料具有以下优势：
(1)本发明所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料在滑石粉填充量较低的前提下，使材料保持较高的刚性，使用此种材料制备的零件保持良好的功能性；
(2)本发明所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料在较高冲击的前提下，使材料保持较高的流动性，使用此种材料制备的零件外观良好，无虎皮纹、熔接痕等类似的外观缺陷。
(3)本发明所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料具有较低的密度，其密度为0.92-0.96g/cm3。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
在说明书和权利要求书中使用的，单数型“一个”和“这个”包括复数参考，除非上下文另有清楚的表述。例如，术语“(一个)细胞”包括复数的细胞，包括其混合物。
所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1-3中使用的高流动性均聚聚丙烯为在在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率为55g/10min，在测试温度为23±2℃的弯曲模量为2000MPa；使用的高流动性共聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率为32g/10min，在测试温度为23±2℃的弯曲模量为1000MPa；使用的高流动性乙烯-辛烯共聚物为在测试温度为测试温度为190℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率为4g/10min。
实施例1
称取60份高流动性均聚聚丙烯，30份高流动性共聚聚丙烯，5份高流动性乙烯-辛烯共聚物，5份3000目滑石粉，1份色母，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168；
将上述原料投入高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即得。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度90℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，主机转速500转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例2
称取57份高流动性均聚聚丙烯，30份高流动性共聚聚丙烯，8份高流动性乙烯-辛烯共聚物，5份3000目滑石粉，1份色母，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168；
将上述原料投入高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即得。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度90℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，主机转速500转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
实施例3
称取60份高流动性均聚聚丙烯，30份高流动性共聚聚丙烯，8份高流动性乙烯-辛烯共聚物，2.5份3000目滑石粉，2.5份5000目滑石粉，1份色母，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168；
将上述原料投入高速混合机中充分搅拌得到预混料，将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥，即得。
双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：一区温度90℃，二区温度200℃，三区温度200℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，主机转速500转/分钟；双螺杆挤出机的长径比为40:1。
将实施例1-3得到的成品进行性能测试，其中性能测试方法为：拉伸性能按ISO527执行；弯曲性能按ISO178执行；冲击性能按ISO179执行；密度按ISO 1183执行；熔融指数按ISO1133执行。具体的测试结果见下表：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：该材料由包括如下重量份数的组分制备而得：
2.根据权利要求1所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的高流动性均聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥50g/10min；在测试环境温度为23±2℃的条件下的弯曲模量≥2000MPa。
3.根据权利要求1所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的高流动性共聚聚丙烯在测试温度为230℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥30g/10min；在测试环境温度为23±2℃的条件下的弯曲模量≥1000MPa。
4.根据权利要求1所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的高流动性乙烯-辛烯共聚物在测试温度为测试温度为190℃、测试砝码重量为2.16kg的条件下的熔体流动速率≥10g/10min。
5.根据权利要求1所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的滑石粉为粒径分布在1250目-5000目的滑石粉中一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的主抗氧剂为受阻酚类化合物。
7.根据权利要求1所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
8.根据权利要求1所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料，其特征在于：所述的辅助抗氧剂为亚磷酸酯类化合物；优选地，所述的辅助抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
9.权利要求1-8中任一所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
(1)称取高流动均聚聚丙烯、高流动共聚聚丙烯、高流动性乙烯-辛烯共聚物、滑石粉、色母、主抗氧剂、辅助抗氧剂，并将其在高混机内高速混合1～3min，混合均匀后得到预混料；
(2)将预混料至于双螺杆挤出机的主喂料口进行熔融挤出，造粒干燥即得成品。
10.根据权利要求9所述的低密度高流动高刚性滑石粉填充聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机中熔融挤出的条件为：一区温度80-120℃，二区温度190-210℃，三区温度210-230℃，四区温度210-230℃，五区温度210-230℃，六区温度210-230℃，七区温度210-230℃，八区温度210-230℃，九区温度210-230℃，主机转速250-600转/分钟；所述双螺杆挤出机的长径比为40：1。
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