[发明专利]一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及到一种改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

改性聚丙烯材料是一种用途十分广泛的材料，目前使用的填充类材料以滑石粉为主，最近出现了改进，如专利“一种纳米碳酸钙聚丙烯复合材料（专利号：CN101210087A）”所公开的，该复合材料包含100份聚丙烯树脂、1～15份纳米碳酸钙、1～20份弹性体、0.1～1份稳定剂；又如专利“一种聚丙烯复合材料及其制备方法（专利号：CN101775173A）”所公开的，其聚丙烯复合材料的配方由以下重量百分含量的组分组成:聚丙烯40～70%，增韧剂5～30%，中空玻璃微球10～40%，光热稳定剂0.2～5%，偶联剂0.1～5%，相容剂0.5～5%，加工助剂0.1～5%，阻燃剂2～15%。上述两种改性聚丙烯材料分别使用纳米碳酸钙、中空玻璃微球单独填充改性，虽然在一定程度上提高了刚度、降低了密度，但是改进的幅度不够明显。

发明内容

本发明的目的是提出一种高刚度、低密度的改性聚丙烯复合材料及其制备方法。

本发明的改性聚丙烯复合材料由40～90wt%聚丙烯、0～30wt%增韧剂、1～20wt%的中空玻璃微球、1～10wt%的纳米碳酸钙、1～15wt%的滑石粉、0.3～0.5wt%的抗氧剂、1wt%的色母粒、0.5～3wt%的相容剂混合而成。

具体来说：

所述聚丙烯材料为下列聚合物中的一种或多种：均聚聚丙烯、共聚聚丙烯。

所述增韧剂为下列聚合物中的一种或多种：乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、氢化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和丙烯-乙烯接枝共聚物。

所述中空玻璃微球的密度为0.125g/cc～0.60g/cc，软化温度为600℃，抗压强度为250psi-18000psi。

所述纳米碳酸钙的粒径25～100nm，粒径分布GSD为1.57，立方形，比表面大于25m2/g。

所述滑石粉为1250目的超细滑石粉。

所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168复配而成。

所述相容剂为下列相容剂中的一种或多种：马来酸酐、硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂和钛酸酯偶联剂。

本发明提出的上述的改性聚丙烯复合材料的制备方法包括如下步骤：

A：按质量配比称取原料；

B：将纳米碳酸钙、滑石粉、相容剂在高速搅拌机下混合搅拌5min，再将聚丙烯、增韧剂、抗氧剂、色母粒加入搅拌机搅拌10min，然后将搅拌后的混合物料加入双螺杆挤出机主喂料料筒中；

C：在双螺杆挤出机专用侧喂料口处添加中空玻璃微球；

D：设定双螺杆挤出机各温区温度：一区170℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区195℃，六区200℃，七区200℃，八区190℃，九区185℃，主机转速100～200 rpm；

E：挤出造粒后干燥、冷却、切粒。

本发明将纳米碳酸钙与中空玻璃混合填充至聚丙烯材料，以提高改性聚丙烯复合材料的刚性，同时降低了改性聚丙烯复合材料的密度，适合应用于制造汽车仪表板、门护板、保险杠、立柱护板等部件，对于汽车材料以塑代钢、节能减排等有着重要的作用。

附图说明

图1是各实施例与对比例的性能参数对比表。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

将5wt%滑石粉、2wt%的纳米碳酸钙、1.5wt%的马来酸酐加入高速搅拌机中搅拌5min，再将78.2wt%均聚聚丙烯、1wt%的色母粒、2 wt%苯乙烯-丁二烯共聚物、0.3wt%的抗氧剂加入搅拌机中搅拌10 min，将上述搅拌后的混合物料加入双螺杆挤出机主喂料料筒中，在双螺杆挤出机专用侧喂料口处添加10wt%的中空玻璃微球，挤出造粒后干燥、冷却、切粒。

上述双螺杆挤出机的加工温度设定如下：一区170℃，二区180℃，三区185℃，四区190℃，五区195℃，六区200℃，七区200℃，八区190℃，九区185℃，主机转速180rpm。

 实施例2：