CN109233086A - 一种微发泡注塑聚丙烯复合物及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料成型加工领域，具体涉及一种微发泡注塑聚丙烯复合物及其制备和使用方法，包括以下质量百分比的组分：聚丙烯74‑92wt%、马来酸酐接枝乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物3‑10wt%、丁腈橡胶5‑15wt%以及热稳定剂0‑1wt%。本发明的微发泡注塑聚丙烯复合物具体低密度，高流动性，低翘曲，高冲击的性能，可应用于气味门板、立柱能内饰材料，有效满足汽车轻量化要求。

Description

一种微发泡注塑聚丙烯复合物及其制备和使用方法
技术领域
本发明涉及高分子材料成型加工领域，特别涉及一种微发泡注塑聚丙烯复合物及其制备和使用方法。
背景技术
聚丙烯由于原料来源丰富、力学性能优异、容易回收以及无毒环保的特点，在汽车工业中广泛用于制备保险杠、仪表板、门板等汽车内外饰，为汽车工业的发展做出了重要贡献。但是随着汽车工业的发展，对汽车材料轻量化的要求进一步提高，微发泡聚丙烯材料以其内部均匀封闭的微发泡泡孔结构既达到汽车材料轻量化的目的，又提高了材料刚性，提高制件表面质量，消除缩痕，消除内应力减少制件翘曲，缩短注塑周期。但是通常聚丙烯为半结晶聚合物，其分子结构为线性，在温度低于熔点时，聚丙烯的熔体粘度非常高，而温度超过熔点，其熔体粘度便产生突然下降，注塑发泡时无法达到理想的高闭孔率的泡孔结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微发泡注塑聚丙烯复合物及其制备和使用方法，以增加聚丙烯材料在注塑发泡时的泡孔密度，减小泡孔尺寸，降低泡孔尺寸分布，达到理想的高闭孔率的泡孔结构。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种微发泡注塑聚丙烯复合物，包括以下质量百分比的组分：聚丙烯74-92wt％、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物3-10wt％、丁腈橡胶5-15wt％以及热稳定剂0-1wt％。
进一步，所述的聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为1-60g/10min。
进一步，所述的热稳定剂为酚类、胺类、磷酸酯类、半受阻酚类、硫代酯类、杯芳烃类热稳定剂中的任意一种或两种以上的混合物。
进一步，所述的马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐和过氧化二异丙苯按质量比96:3.8:0.2，经双螺杆挤出机熔融共混反应挤出后得到的，所述双螺杆挤出机的各区段温度为110℃-180℃，螺杆转速为50r/min。
本发明同时提供了一种微发泡注塑聚丙烯复合物的制备方法，包括以下步骤：按各组分的质量百分比，将聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丁腈橡胶以及热稳定剂在双螺杆挤出机中熔融混合分散，双螺杆挤出机的各段温度设置在200-240℃，挤出造粒，即得到产品。
进一步，所述的丁腈橡胶为粉末状态。
本发明的一种微发泡注塑聚丙烯复合物的使用方法，包括以下步骤：取微发泡注塑聚丙烯复合物100重量份，并添加ADC发泡剂0.1-1.0重量份混合均匀，通过注塑机注塑，即实现微发泡注塑聚丙烯复合物的微发泡化。
本发明具备以下有益效果：
本发明采用共混改的方法，加入丁晴橡胶和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物来制备微发泡改性聚丙烯材料，其中丁晴橡胶的加入可使聚丙烯复合材料的降温结晶温度提高，泡孔的长大稳定过程伴随着温度的降低，降温起始结晶温度的提高可抑制泡孔在生长期的变形、并泡等恶化现象，丁晴橡胶有利于改善聚丙烯复合材料的泡孔结构；同时在聚丙烯基体中加入马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，可提高基材中各相的分散性，可使大量细小均匀分散的橡胶粒子作为泡孔的异相成核点，显著增加了泡孔的密度，减小泡孔尺寸，降低泡孔尺寸分布，达到理想的高闭孔率的泡孔结构。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。
本发明实施例中所有物质均是已知的市售产品，其中聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为1-60g/10min；马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐和过氧化二异丙苯按质量比96:3.8:0.2，经双螺杆挤出机熔融共混反应挤出后得到的，所述双螺杆挤出机的各区段温度为110℃-180℃，螺杆转速为50r/min；所用的丁晴橡胶为粉末状态。
实施例1
将84.8公斤聚丙烯、5公斤来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10公斤丁腈橡胶、0.1公斤酚类热稳定剂1010以及0.1公斤磷酸酯类热稳定剂168，在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、240℃，挤出造粒，最终得到产品。在上述产品100重量份中添加ADC发泡剂0.5重量份混合均匀，采用普通注塑机注塑标准力学性能样条。
实施例2
将80.5公斤聚丙烯、7公斤来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、12公斤丁腈橡胶、0.3公斤胺类热稳定剂二苯胺以及0.2公斤磷酸酯类热稳定剂168，在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、240℃，挤出造粒，最终得到产品。在上述产品100重量份中添加ADC发泡剂0.7重量份混合均匀，采用普通注塑机注塑标准力学性能样条。
实施例3
将83.3公斤聚丙烯、8公斤来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、8公斤丁腈橡胶、0.5公斤酚类热稳定剂1010以及0.2公斤磷酸酯类热稳定剂168，在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、240℃，挤出造粒，最终得到产品。在上述产品100重量份中添加ADC发泡剂0.7重量份混合均匀，采用普通注塑机注塑标准力学性能样条。
实施例4：
将83.3公斤聚丙烯、8公斤来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、8公斤丁腈橡胶、0.5公斤硫代酯稳定剂DSTDP以及0.2公斤磷酸酯类热稳定剂168，在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、240℃，挤出造粒，最终得到产品。在上述产品100重量份中添加ADC发泡剂0.7重量份混合均匀，采用普通注塑机注塑标准力学性能样条。
实施例5：
将74公斤聚丙烯、10公斤来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、15公斤丁腈橡胶、和0.3公斤半受阻酚类稳定剂1076、0.2公斤杯芳烃类热稳定剂亚磷酸酷以及0.5公斤磷酸酯类热稳定剂168，在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、240℃，挤出造粒，最终得到产品。在上述产品100重量份中添加ADC发泡剂1重量份混合均匀，采用普通注塑机注塑标准力学性能样条。
实施例6：
将92公斤聚丙烯、3公斤来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5公斤丁腈橡胶，在长径比为40∶1的双螺杆挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、240℃，挤出造粒，最终得到产品。在上述产品100重量份中添加ADC发泡剂0.1重量份混合均匀，采用普通注塑机注塑标准力学性能样条。
将以上实施例1-6制得的样条和普通微发泡聚丙烯材料的样条，通过KYKY-2000型扫描电子显微镜观察泡孔结构：先将样条在液氮中浸泡3h后，取出冲断，表面喷金，在扫描电子显微镜下观察，利用Image-Pro Plus软件对扫描电镜照片进行处理，计算泡孔密度，泡孔尺寸，闭孔率，所得结果如下表1所示：
表一：
由表1可以看出，本发明的实施例1-6所得到的微发泡注塑聚丙烯复合物，相较于普通微发泡聚丙烯：泡孔尺寸更小，泡孔密度更大，闭孔率更高，达到了理想的高闭孔率的泡孔结构。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微发泡注塑聚丙烯复合物，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：聚丙烯74-92wt%、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物3-10wt%、丁腈橡胶5-15wt%以及热稳定剂0-1wt%。
2.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑聚丙烯复合物，其特征在于，所述的聚丙烯在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为1-60g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑聚丙烯复合物，其特征在于，所述的热稳定剂为酚类、胺类、磷酸酯类、半受阻酚类、硫代酯类、杯芳烃类热稳定剂中的任意一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种微发泡注塑聚丙烯复合物，其特征在于，所述的马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是由乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐
和过氧化二异丙苯按质量比96:3.8:0.2，经双螺杆挤出机熔融共混反应挤出后得到的，所述双螺杆挤出机的各区段温度为110℃-180℃，螺杆转速为50r/min。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种微发泡注塑聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按各组分的质量百分比，将聚丙烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丁腈橡胶以及热稳定剂在双螺杆挤出机中熔融混合分散，双螺杆挤出机的各段温度设置在200-240℃，挤出造粒，即得到产品。
6.根据权利要求5所述的一种微发泡注塑聚丙烯复合物的制备方法，其特征在于，所述的丁腈橡胶为粉末状态。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种微发泡注塑聚丙烯复合物的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：取微发泡注塑聚丙烯复合物100重量份，并添加ADC发泡剂0.1-1.0重量份混合均匀，通过注塑机注塑，即实现微发泡注塑聚丙烯复合物的微发泡化。
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