CN114106459A - 一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料包括如下重量份数的组分:玻璃纤维增强聚丙烯材料40~55份、聚丙烯50~70份、聚乙烯10~20份、增韧剂5~10份、发泡剂1~5份、滑石粉10~20份和偶联剂1~5份。本发明提供的微发泡聚丙烯复合材料既具有较高的冲击强度和弯曲强度,又具有较好的拉伸强度,适用于制备汽车内饰。
Description
技术领域
本发明属于汽车内饰技术领域,具体涉及一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
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。因此,微发泡聚丙烯引起了人们的关注。
CN109233086A公开了一种微发泡注塑聚丙烯复合物及其制备和使用方法。所述微发泡注塑聚丙烯复合物包括如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%。所述微发泡注塑聚丙烯复合物的制备方法如下: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,即得到所述微发泡注塑聚丙烯复合物;其使用方法为: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。
CN101353460A公开了一种环保型微发泡聚丙烯板材及其制备方法。所述微发泡聚丙烯板材包括以下重量百分比原料制成:歧化聚丙烯30~70%、无规共聚聚丙烯10~40%、高密度聚乙烯5~10%、超细成核剂5~10%、无机填料0~9%、羧基相容剂1~3%、柠檬酸系发泡剂0.5~2.0%。其制备方法如下:(1)将歧化聚丙烯、无规共聚聚丙烯、高密度聚乙烯、超细成核剂、无机填料、羧基相容剂、柠檬酸系发泡剂置于混料机中低速搅拌,5~20min后取出待用;(2)将(1)得到的预混料投入双螺杆挤出片材机的加料口,料筒温度为150~210℃,模头温度为165~175℃,螺杆转速为20~150rpm,挤出后经三辊辊压即可得到环保型微发泡聚丙烯板材。该技术方案提供的微发泡聚丙烯板材具有轻质环保、耐温120℃以上、长期使用无异味、适于模压成型等优点,可广泛应用于汽车内饰材料方面。
CN110791015A公开了一种车用微发泡聚丙烯专用料及其制备方法和应用。所述车用微发泡聚丙烯专用料的制备原料包括以下重量份的各组分:聚丙烯20~90份、弹性体5~20份、熔体强度调节剂2~10份、耐溶剂改善剂1~5份、成核剂0.5~5份、划伤剂0.2~2份、化学发泡剂1~5份和其他助剂0.3~4份;所述划伤剂为二氧化钛粉体,密度≥4.0g/cm3,粒径为20~300nm;所述熔体强度调节剂为乙烯-辛烯共聚物,其熔体流动速率在190℃、2.16kg的条件下为0.1~5g/10min,乙烯含量为20~50%,密度为0.85~0.88g/cm3。该技术方案提供的车用微发泡聚丙烯专用料,具有优良的耐溶剂、耐划伤、抗发白性能,可应用于汽车内饰材料的微发泡注塑成型。
然而随着科技的进步,人们发现微发泡聚丙烯虽然可以降低聚丙烯制品的密度和缺口敏感性,提高冲击强度和弯曲强度,但由于大量微孔的存在,在拉伸载荷下聚丙烯制品受力的有效截面积减少,导致其拉伸强度下降。
因此,如何提供一种既具有较高冲击强度和弯曲强度,又具有较好拉伸强度的微发泡聚丙烯复合材料,已成为人们目前亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。本发明通过对微发泡聚丙烯复合材料制备原料组分的设计,并通过玻璃纤维增强聚丙烯材料的使用,进一步通过聚乙烯和增韧剂的配合使用以及滑石粉和偶联剂的配合使用,制备得到了既具有较高冲击强度和弯曲强度,又具有较好拉伸强度的微发泡聚丙烯复合材料,适用于制备汽车内饰。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种微发泡聚丙烯复合材料,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维增强聚丙烯材料40~55份、聚丙烯50~70份、聚乙烯10~20份、增韧剂5~10份、发泡剂1~5份、滑石粉10~20份和偶联剂1~5份。
现有技术中,微发泡聚丙烯虽然可以降低聚丙烯制品的密度和缺口敏感性,提高冲击强度和弯曲强度,但由于大量微孔的存在,在拉伸载荷下微发泡聚丙烯受力的有效截面积减少,导致其拉伸强度下降。因此,本发明中,通过玻璃纤维增强聚丙烯材料的使用,提高了微发泡聚丙烯复合材料的拉伸性能。
当复合材料收到冲击时,增韧剂可吸收大量的冲击能,进而提高复合材料的冲击强度;聚乙烯具有长链结构,具有“应变硬化”的特性,有利于形成均匀泡孔,进而降低复合材料的缺口敏感度,提高复合材料的冲击强度。本发明中,通过增韧剂和聚乙烯的配合使用,制备得到了具有较高冲击强度的微发泡聚丙烯复合材料。
同时,本发明中,通过偶联剂和滑石粉的共同使用,进一步通过偶联剂对滑石粉表面进行改性,提高了滑石粉与聚丙烯的相容性,进而提高了微发泡聚丙烯复合材料的力学性能和尺寸稳定性。
本发明中,所述玻璃纤维增强聚丙烯材料的重量份数可以是40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份或55份等。
所述聚丙烯的重量份数可以是50份、52份、54份、56份、58份、60份、62份、64份、66份、68份或70份等。
所述聚乙烯的重量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
所述增韧剂的重量份数可以是5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等。
所述发泡剂的重量份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。
所述滑石粉的重量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
所述偶联剂的重量份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等。
以下作为本发明的优选技术方案,但不作为对本发明提供的技术方案的限制,通过以下优选的技术方案,可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。
作为本发明的优选技术方案,所述玻璃纤维增强聚丙烯材料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维15~20份、高熔体强度聚丙烯20~30份和相容剂2~8份。
本发明中,长支链结构的高熔体强度聚丙烯具有“应变硬化”的特点,在发泡过程中可以较好的包覆气体,减少泡孔并孔或塌陷,提高聚丙烯的发泡倍率,获得泡孔结构好性能优良的发泡聚丙烯材料,进而提高材料的冲击强度和弯曲强度。
同时,本发明通过控制高熔体强度聚丙烯的含量在特定的范围内,既可以使聚丙烯复合材料具有适宜的发泡倍率,又可以提高材料的力学性能。若高熔体强度聚丙烯的含量过少,则聚丙烯的发泡倍率较大,可能会产生泡孔并孔或塌陷,导致微发泡聚丙烯复合材料的力学性能较差;若高熔体强度聚丙烯的含量过多,产生的泡孔直径过小,制备得到的微发泡聚丙烯复合材料的冲击强度较差。
本发明中,所述玻璃纤维的重量份数可以是15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
所述高熔体强度聚丙烯的重量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
所述相容剂的重量份数可以是2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份等。
优选地,所述玻璃纤维的长径比为(3~5):1,例如可以是3:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1、4:1、4.2:1、4.4:1、4.6:1、4.8:1或5:1等。
优选地,所述相容剂为POE-g-MAH。
需要说明的是POE-g-MAH为马来酸酐接枝POE。
作为本发明的优选技术方案,所述玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤:
将玻璃纤维、高熔体强度聚丙烯和相容剂混合后,经双螺杆挤出机挤出,得到所述玻璃纤维增强聚丙烯材料。
优选地,所述双螺杆挤出机中螺杆的转速为150~180rpm,例如可以是150rpm、152rpm、155rpm、157rpm、160rpm、163rpm、166rpm、168rpm、170rpm、172rpm、176rpm或180rpm等。
优选地,所述挤出的温度为140~160℃,例如可以是140℃、142℃、144℃、146℃、148℃、150℃、152℃、154℃、156℃、158℃或160℃等。
作为本发明的优选技术方案,所述聚丙烯的熔融指数为0.5~5g/10min,例如可以是0.5g/10min、1g/10min、1.5g/10min、2g/10min、2.5g/10min、3g/10min、3.5g/10min、4g/10min、4.5g/10min或5g/10min等。
优选地,所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
优选地,所述线性低密度聚乙烯的数均分子量为10万~15万(例如可以是10万、11万、12万、13万、14万或15万等),熔融指数为1~5g/10min(例如可以是1g/10min、1.5g/10min、2g/10min、2.5g/10min、3g/10min、3.5g/10min、4g/10min、4.5g/10min或5g/10min等)。
所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。
优选地,所述乙烯-辛烯共聚物的邵氏A硬度为80~90(例如可以是80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90等),熔融指数为2~4g/10min(例如可以是2g/10min、2.2g/10min、2.5g/10min、2.8g/10min、3g/10min、3.2g/10min、3.5g/10min、3.7g/10min或4g/10min等)。
作为本发明的优选技术方案,所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
优选地,所述偶联剂为硼酸酯偶联剂。
作为本发明的优选技术方案,所述发泡聚丙烯复合材料的制备原料中还包括润滑剂1~3份,例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份等。
优选地,所述润滑剂为硅酮粉和/或硅酮母粒。
优选地,所述发泡聚丙烯复合材料的制备原料中还包括抗氧剂1~3份,例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份等。
优选地,所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂GA80等中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的微发泡聚丙烯复合材料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将玻璃纤维增强聚丙烯材料、聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、增韧剂、滑石粉、偶联剂以及任选的润滑剂和抗氧剂混合,得到混合物;
(2)将步骤(1)得到的混合物置于注塑机中,进行注塑成型,得到所述微发泡聚丙烯复合材料。
作为本发明的优选技术方案,步骤(1)所述混合的方法为使用高速搅拌机进行混合。
优选地,所述高速搅拌机混合的转速为1000~3000r/min,例如可以是1000r/min、1200r/min、1400r/min、1600r/min、1800r/min、2000r/min、2200r/min、2400r/min、2600r/min、2800r/min或3000r/min等。
优选地,步骤(2)所述注塑成型的温度为160~220℃,例如可以是160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃等。
作为本发明的优选技术方案,步骤(1)所述混合前还包括预处理的步骤。
优选地,所述预处理的方法为将滑石粉和偶联剂进行混合。
优选地,所述混合的温度为100~120℃,例如可以是100℃、102℃、104℃、106℃、108℃、110℃、112℃、114℃、116℃、118℃或120℃等。
优选地,所述混合的时间为10~20min,例如可以是10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min或20min等。
第三方面,本发明提供一种如第一方面所述的微发泡聚丙烯复合材料在汽车内饰中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过对微发泡聚丙烯复合材料制备原料组分的设计,并通过玻璃纤维增强聚丙烯材料的使用,进一步通过聚乙烯和增韧剂的配合使用以及滑石粉和偶联剂的配合使用,制备得到了既具有较高冲击强度和弯曲强度,又具有较好拉伸强度的微发泡聚丙烯复合材料,其冲击强度为34.7~35.7MPa,弯曲强度为58.7~62.7MPa,拉伸强度为5.6~6.4kJ/m2。本发明提供的微发泡聚丙烯复合材料适用于汽车内饰的制备。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例和对比例中部分组分来源如下:
玻璃纤维:泰山玻璃纤维有限公司;
高熔体强度聚丙烯:日本JPP公司,EX4000;
POE-g-MAH:陶氏化学,8402;
聚丙烯:燕山石化,K4818;韩国三星化学集团有限公司,BI997;
线性低密度聚乙烯:埃克森美孚化工,3518CB;
乙烯-辛烯共聚物:美国杜邦陶氏化学公司,8180;
滑石粉:灵寿县诚恒矿物粉体长,HS-738;
硼酸酯偶联剂:青岛四维化工有限公司,SB-181、HL-80、W-3;
硅酮母粒:浙江佳华精华股份有限公司,GT500;
硅酮粉:杭州凯杰塑料科技有限公司。
实施例1
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维增强聚丙烯材料50份、聚丙烯(K4818)60份、线性低密度聚乙烯15份、偶氮二甲酰胺3份、乙烯-辛烯共聚物8份、滑石粉15份、硼酸酯偶联剂(HL-80)3份、硅酮粉2份和抗氧剂1010 2份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维18份、高熔体强度聚丙烯25份和POE-g-MAH 7份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法如下:
将玻璃纤维、高熔体强度聚丙烯和POE-g-MAH混合后,经双螺杆挤出机挤出,得到所述玻璃纤维增强聚丙烯材料;其中螺杆的转速为160rpm,挤出的温度为150℃。
上述微发泡聚丙烯复合材料的制备方法如下:
(1)在100℃下,将滑石粉和硼酸酯偶联剂(HL-80)混合15min后,使用高速搅拌机,在转速为2000r/min的条件下,将其与微发泡聚丙烯复合材料的其他制备原料混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(1)得到的混合物置于注塑机中,在180℃下进行注塑成型,得到所述微发泡聚丙烯复合材料。
实施例2
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维增强聚丙烯材料40份、聚丙烯(BI997)50份、聚乙烯20份、偶氮二甲酰胺5份、乙烯-辛烯共聚物5份、滑石粉20份、硼酸酯偶联剂(W-3)5份、硅酮母粒3份和抗氧剂1681份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维15份、高熔体强度聚丙烯20份和POE-g-MAH 5份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法如下:
将玻璃纤维、高熔体强度聚丙烯和POE-g-MAH混合后,经双螺杆挤出机挤出,得到所述玻璃纤维增强聚丙烯材料;其中螺杆的转速为150rpm,挤出的温度为140℃。
上述微发泡聚丙烯复合材料的制备方法如下:
(1)在110℃下,将滑石粉和硼酸酯偶联剂(W-3)混合10min后,使用高速搅拌机,在转速为1000r/min的条件下,将其与微发泡聚丙烯复合材料的其他制备原料混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(1)得到的混合物置于注塑机中,在160℃下进行注塑成型,得到所述微发泡聚丙烯复合材料。
实施例3
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维增强聚丙烯材料55份、聚丙烯(BI997)70份、聚乙烯10份、偶氮二甲酰胺1份、乙烯-辛烯共聚物10份、滑石粉10份、硼酸酯偶联剂(HL-80)1份、硅酮粉1份和抗氧剂1683份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维17份、高熔体强度聚丙烯30份和POE-g-MAH 8份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法如下:
将玻璃纤维、高熔体强度聚丙烯和POE-g-MAH混合后,经双螺杆挤出机挤出,得到所述玻璃纤维增强聚丙烯材料;其中螺杆的转速为180rpm,挤出的温度为160℃。
上述微发泡聚丙烯复合材料的制备方法如下:
(1)在120℃下,将滑石粉和硼酸酯偶联剂(HL-80)混合20min后,使用高速搅拌机,在转速为3000r/min的条件下,将其与微发泡聚丙烯复合材料的其他制备原料混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(1)得到的混合物置于注塑机中,在220℃下进行注塑成型,得到所述微发泡聚丙烯复合材料。
实施例4
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维增强聚丙烯材料44份、聚丙烯(K4818)65份、聚乙烯18份、偶氮二甲酰胺4份、乙烯-辛烯共聚物7份、滑石粉16份、硼酸酯偶联剂(SB-181)3份、硅酮粉2份和抗氧剂GA80 2份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维20份、高熔体强度聚丙烯22份和POE-g-MAH 2份;
所述玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法如下:
将玻璃纤维、高熔体强度聚丙烯和POE-g-MAH混合后,经双螺杆挤出机挤出,得到所述玻璃纤维增强聚丙烯材料;其中螺杆的转速为150rpm,挤出的温度为150℃。
上述微发泡聚丙烯复合材料的制备方法如下:
(1)在120℃下,将滑石粉和硼酸酯偶联剂(SB-181)混合10min后,使用高速搅拌机,在转速为1000~3000r/min的条件下,将其与微发泡聚丙烯复合材料的其他制备原料混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(1)得到的混合物置于注塑机中,在200℃下进行注塑成型,得到所述微发泡聚丙烯复合材料。
实施例5
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述高熔体强度聚丙烯的重量份数为20份,其他条件与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述高熔体强度聚丙烯的重量份数为30份,其他条件与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述高熔体强度聚丙烯的重量份数为15份,其他条件与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述高熔体强度聚丙烯的重量份数为40份,其他条件与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述玻璃纤维增强聚丙烯材料中不含玻璃纤维,并将玻璃纤维的重量份数按比例分配至高熔体强度聚丙烯、POE-g-MAH和微发泡聚丙烯复合材料的其他制备原料;其他条件与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料中不含线性低密度聚乙烯,乙烯-辛烯共聚物的重量份数为23份,其他条件与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料中不含乙烯-辛烯共聚物,线性低密度聚乙烯的重量份数为23份,其他条件与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法,与实施例1的区别仅在于,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料中不含硼酸酯偶联剂,其他条件与实施例1相同。
对上述实施例和对比例提供的微发泡聚丙烯复合材料的性能进行测试,测试标准如下:
拉伸强度:GB/T 1040-2006;
弯曲强度:GB/T 9341-2000;
冲击强度:GB/T 1043-96。
上述实施例和对比例提供的微发泡聚丙烯复合材料的性能测试结果如下表1所示:
表1
拉伸强度/MPa | 弯曲强度/MPa | 冲击强度/(kJ/m<sup>2</sup>) | |
实施例1 | 35.2 | 61.5 | 6.3 |
实施例2 | 35.7 | 60.4 | 6.1 |
实施例3 | 34.9 | 62.7 | 6.4 |
实施例4 | 34.7 | 60.7 | 5.7 |
实施例5 | 35.1 | 59.8 | 5.6 |
实施例6 | 34.7 | 58.7 | 5.9 |
实施例7 | 31.1 | 52.7 | 5.1 |
实施例8 | 33.9 | 54.3 | 4.3 |
对比例1 | 27.5 | 54.7 | 3.9 |
对比例2 | 29.5 | 43.5 | 5.0 |
对比例3 | 30.1 | 45.6 | 4.7 |
对比例4 | 33.7 | 46.6 | 4.2 |
由表1可知,本发明通过对微发泡聚丙烯复合材料制备原料组分的设计,并通过玻璃纤维增强聚丙烯材料的使用,进一步通过聚乙烯和增韧剂的配合使用以及滑石粉和偶联剂的配合使用,制备得到了既具有较高冲击强度和弯曲强度,又具有较好拉伸强度的微发泡聚丙烯复合材料,其冲击强度为34.7~35.7MPa,弯曲强度为58.7~62.7MPa,拉伸强度为5.6~6.4kJ/m2。本发明提供的微发泡聚丙烯复合材料适用于汽车内饰的制备。
与实施例1相比,若高熔体强度聚丙烯的含量过少(实施例7),则制备得到的微发泡聚丙烯复合材料的力学性能较差;若高熔体强度聚丙烯的含量过多(实施例8),则制备得到的微发泡聚丙烯复合材料的冲击强度较差。
与实施例1相比,若微发泡聚丙烯复合材料的制备原料中不含玻璃纤维增强聚丙烯材料(对比例1),则制备得到的微发泡聚丙烯复合材料的拉伸强度较差。
与实施例1相比,若微发泡聚丙烯复合材料的制备原料中不含线性低密度聚乙烯(对比例2)或不含乙烯-辛烯共聚物(对比例3),则制备得到的制备得到的微发泡聚丙烯复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度均较差。
与实施例1相比,若微发泡聚丙烯复合材料的制备原料中不含硼酸酯偶联剂(对比例4),则滑石粉与聚丙烯的相容性较差,制备得到的微发泡聚丙烯复合材料的力学性能较差。
综上所述,本发明通过对微发泡聚丙烯复合材料制备原料组分的设计,制备得到了既具有较高冲击强度和弯曲强度,又具有较好拉伸强度的微发泡聚丙烯复合材料,适用于汽车内饰的制备。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种微发泡聚丙烯复合材料,其特征在于,所述微发泡聚丙烯复合材料的制备原料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维增强聚丙烯材料40~55份、聚丙烯50~70份、聚乙烯10~20份、增韧剂5~10份、发泡剂1~5份、滑石粉10~20份和偶联剂1~5份。
2.根据权利要求1所述的微发泡聚丙烯复合材料,其特征在于,所述玻璃纤维增强聚丙烯材料包括如下重量份数的组分:
玻璃纤维15~20份、高熔体强度聚丙烯20~30份和相容剂2~8份;
优选地,所述玻璃纤维的长径比为(3~5):1;
优选地,所述相容剂为POE-g-MAH。
3.根据权利要求2所述的微发泡聚丙烯复合材料,其特征在于,所述玻璃纤维增强聚丙烯材料的制备方法包括如下步骤:
将玻璃纤维、高熔体强度聚丙烯和相容剂混合后,经双螺杆挤出机挤出,得到所述玻璃纤维增强聚丙烯材料;
优选地,所述双螺杆挤出机中螺杆的转速为150~180rpm;
优选地,所述挤出的温度为140~160℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的微发泡聚丙烯复合材料,其特征在于,所述聚丙烯的熔融指数为0.5~5g/10min;
优选地,所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯;
优选地,所述线性低密度聚乙烯的数均分子量为10万~15万,熔融指数为1~5g/10min;
所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物;
优选地,所述乙烯-辛烯共聚物的邵氏A硬度为80~90,熔融指数为2~4g/10min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的微发泡聚丙烯复合材料,其特征在于,所述发泡剂为偶氮二甲酰胺;
优选地,所述偶联剂为硼酸酯偶联剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的微发泡聚丙烯复合材料,其特征在于,所述发泡聚丙烯复合材料的制备原料中还包括润滑剂1~3份;
优选地,所述润滑剂为硅酮粉和/或硅酮母粒;
优选地,所述发泡聚丙烯复合材料的制备原料中还包括抗氧剂1~3份;
优选地,所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168或抗氧剂GA80等中的任意一种或至少两种的组合。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的微发泡聚丙烯复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将玻璃纤维增强聚丙烯材料、聚丙烯、聚乙烯、发泡剂、增韧剂、滑石粉、偶联剂以及任选的润滑剂和抗氧剂混合,得到混合物;
(2)将步骤(1)得到的混合物置于注塑机中,进行注塑成型,得到所述微发泡聚丙烯复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合的方法为使用高速搅拌机进行混合;
优选地,所述高速搅拌机混合的转速为1000~3000r/min;
优选地,步骤(2)所述注塑成型的温度为160~220℃。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合前还包括预处理的步骤;
优选地,所述预处理的方法为将滑石粉和偶联剂进行混合;
优选地,所述混合的温度为100~120℃;
优选地,所述混合的时间为10~20min。
10.一种如权利要求1-6任一项所述的微发泡聚丙烯复合材料在汽车内饰中的应用。
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