CN111073143A - 汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料 - Google Patents

汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料 Download PDF

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翁永华
徐翠萍
陈�胜
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Abstract

本发明公开了汽车用聚丙烯‑聚乙烯改性复合材料。包括以下重量份数的原料：聚丙烯50‑60份、聚乙烯50‑60份、丁基橡胶10‑15份、改性淀粉10‑15份、硅烷偶联剂1‑2份和助剂1‑2份。本发明的复合材料以聚丙烯和聚乙烯为主要原料，同时，聚丙烯和聚乙烯的添加量一样，复合材料同时具备聚丙烯和聚乙烯的性能，添加丁基橡胶提高了复合材料的抗冲击能力，添加改性淀粉提高了复合材料的强度，配合硅烷偶联剂和助剂，材料整体具有良好的机械性能，适合汽车用。

Description

汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料
技术领域
本发明涉及一种汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，属于复合材料技术领域。
背景技术
随着我国一跃成为全球最大汽车生产与消费大国，汽车轻量化、安全、环保与节能己经成为其产业调整的必经之路。现有技术中，汽车的一些对耐磨性要求较高的零部件通常都采用聚甲醛或者加有聚四氟乙烯的玻纤增强尼龙工程塑料两种材料制成，但是这两种材料的价格昂贵，在现在汽车制造业成本压力越来越大的情况下，市场急需寻找一款低成本的耐磨材料替代聚甲醛和尼龙。
聚丙烯，简称PP，是由丙烯聚合而制得的热塑性塑料，是当今最具发展前途的热塑性高分子材料之一，与其它通用热塑性塑料相比，聚丙烯具有密度小、较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和化学稳定性好等优点，且原料来源丰富、价格低廉、易于加工成型，因此，聚丙烯材料能够满足汽车轻量化、低成本、环保等发展目标的需求。另外，由于聚丙烯性能的平衡性，在一定程度上己成功地取代了传统的建筑材料，如木材、玻璃和金属等。然而，热塑性塑料存在力学性能和理化性能不稳定的缺陷，同时在抗老化性、稳定性方面存在缺陷；尽管热塑性塑料的价格低且具有低密度及易于成型的特性，但由于其抗冲击强度差，使其应用受到限制。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯50-60份、聚乙烯50-60份、丁基橡胶10-15份、改性淀粉10-15份、硅烷偶联剂1-2份和助剂1-2份。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，所述改性淀粉是通过以下步骤获得的：将淀粉与水搅拌混合，加热至60-65℃，依次加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，充分反应后得到改性淀粉。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，所述淀粉重量份数以10份计，所述水、丙烯酸和二叔丁基过氧化物的重量份数分别为：80-100份、10-15份和1-2份。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，所述聚丙烯和聚乙烯的重量比为1:1。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，所述丁基橡胶和改性淀粉的重量比为1:1。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，所述助剂为抗氧剂。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、聚乙烯、硅烷偶联剂和助剂充分搅拌混合后得到混料A；
（2）将丁基橡胶和改性淀粉充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺杆挤出机的主料口，混料B置于双螺杆挤出机的侧料口，挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
本发明所达到的有益效果：
本发明的复合材料以聚丙烯和聚乙烯为主要原料，同时，聚丙烯和聚乙烯的添加量一样，复合材料同时具备聚丙烯和聚乙烯的性能，添加丁基橡胶提高了复合材料的抗冲击能力，添加改性淀粉提高了复合材料的强度，配合硅烷偶联剂和助剂，材料整体具有良好的机械性能，适合汽车用。
本发明的改性淀粉是将淀粉与聚丙烯反应，得到淀粉接枝聚丙烯，改性淀粉整体与聚丙烯和聚乙烯的连接增强，从而提高材料的强度。
具体实施方式
下面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
汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯60份、聚乙烯60份、丁基橡胶15份、改性淀粉15份、硅烷偶联剂2份和助剂2份。
所述改性淀粉是通过以下步骤获得的：将淀粉与水搅拌混合，加热至60-65℃，依次加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，充分反应后得到改性淀粉。所述淀粉重量份数以10份计，所述水、丙烯酸和二叔丁基过氧化物的重量份数分别为：100份、15份和2份。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、聚乙烯、硅烷偶联剂和助剂充分搅拌混合后得到混料A；
（2）将丁基橡胶和改性淀粉充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺杆挤出机的主料口，混料B置于双螺杆挤出机的侧料口，挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
实施例2
汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯50份、聚乙烯50份、丁基橡胶10份、改性淀粉10份、硅烷偶联剂1份和助剂1份。
所述改性淀粉是通过以下步骤获得的：将淀粉与水搅拌混合，加热至60-65℃，依次加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，充分反应后得到改性淀粉。所述淀粉重量份数以10份计，所述水、丙烯酸和二叔丁基过氧化物的重量份数分别为：80份、10份和1份。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、聚乙烯、硅烷偶联剂和助剂充分搅拌混合后得到混料A；
（2）将丁基橡胶和改性淀粉充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺杆挤出机的主料口，混料B置于双螺杆挤出机的侧料口，挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
实施例3
汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯56份、聚乙烯56份、丁基橡胶12份、改性淀粉12份、硅烷偶联剂1份和助剂1份。
所述改性淀粉是通过以下步骤获得的：将淀粉与水搅拌混合，加热至60-65℃，依次加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，充分反应后得到改性淀粉。所述淀粉重量份数以10份计，所述水、丙烯酸和二叔丁基过氧化物的重量份数分别为：90份、14份和2份。
所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、聚乙烯、硅烷偶联剂和助剂充分搅拌混合后得到混料A；
（2）将丁基橡胶和改性淀粉充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺杆挤出机的主料口，混料B置于双螺杆挤出机的侧料口，挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
对比例1
汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯56份、聚乙烯56份、改性淀粉12份、硅烷偶联剂1份和助剂1份。其余均与实施例3相同。
对比例2
汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯56份、聚乙烯56份、丁基橡胶12份、硅烷偶联剂1份和助剂1份。其余均与实施例3相同。
各实施例和对比例的复合材料进行力学性能、收缩率和翘曲度的测试，结果见下表。
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
拉伸强度MPa 22 23 25 16 14
弯曲强度MPa 30 32 33 28 25
流动方向收缩率% 1.5 1.3 1.2 2.5 2.6
垂直流动方向收缩率% 1.7 1.8 1.9 2.6 2.8
翘曲度mm 0.95 0.98 0.91 1.5 1.8
从以上实施例和对比例可以看出，与对比例1相比，本发明添加了丁基橡胶，制备得到的复合材料（实施例1-3）具有更高的机械性能，尤其是具备优异的抗冲击性能。与对比例2相比，本发明添加了改性淀粉，制备得到的复合材料（实施例1-3）具有更高的机械性能，尤其是具备优异的强度。
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 (7)

1.汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，其特征是，包括以下重量份数的原料：聚丙烯50-60份、聚乙烯50-60份、丁基橡胶10-15份、改性淀粉10-15份、硅烷偶联剂1-2份和助剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，其特征是，所述改性淀粉是通过以下步骤获得的：将淀粉与水搅拌混合，加热至60-65℃，依次加入丙烯酸和二叔丁基过氧化物，充分反应后得到改性淀粉。
3.根据权利要求2所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，其特征是，所述淀粉重量份数以10份计，所述水、丙烯酸和二叔丁基过氧化物的重量份数分别为：80-100份、10-15份和1-2份。
4.根据权利要求1所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，其特征是，所述聚丙烯和聚乙烯的重量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，其特征是，所述丁基橡胶和改性淀粉的重量比为1:1。
6.根据权利要求1所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，其特征是，所述助剂为抗氧剂。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的汽车用聚丙烯-聚乙烯改性复合材料，其特征是，是通过以下步骤获得的：
（1）将聚丙烯、聚乙烯、硅烷偶联剂和助剂充分搅拌混合后得到混料A；
（2）将丁基橡胶和改性淀粉充分混合后得到混料B；
（3）将混料A置于双螺杆挤出机的主料口，混料B置于双螺杆挤出机的侧料口，挤出造粒得到产品，其中，一区温度为200-210℃，二区温度为 210-220℃，三区温度为 220-230℃，四区温度为230-240℃，喷嘴温度为 260℃，模温为 70℃。
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