[发明专利]一种高刚性、低收缩、外观良好的聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性聚丙烯材料，具体为一种具有高刚性、低收缩、外观良 好的聚丙烯复合材料，以及其制备方法；属于聚合物改性和加工领域。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展和日益严峻的能源问题，各大汽车厂都在以塑代钢 和轻量化领域进行了大量的研究和尝试，越来越多的金属零部件被增强塑料替 代，有效的实现了整车减重，但同时由于金属材料和塑料材料自身的巨大差异以 及汽车安全性的严格要求，对零部件设计和材料刚性提出了更高的要求。

对于汽车用塑料需求量最大的聚丙烯材料而言，一个方向的研究集中于如何 在性能不变的基础上尽可能减轻材料自身的密度，另一个方向则主要考虑如何在 同等密度的条件下尽可能的提高材料和制品的刚性，以逐渐贴近原本为金属材质 的功能件的技术要求。另外为了克服对聚丙烯材料自身收缩率较大的缺点，尽可 能的降低复合材料的收缩率，获得尺寸稳定性更好的最终制品也是研究的主要内 容之一。目前的行业领域内，使用玻璃纤维增强的聚丙烯材料成为这类零部件的 首选，该类材料较高的刚性和较低的收缩率可以很好的满足一些功能件的要求。 但缺点也是显而易见的，首先传统玻纤增强材料对材料韧性的损失极大，另外玻 纤外露等外观缺陷也使得这类材料几乎无法应用于任何可视零部件。

为了解决上述问题，平衡性能与外观的技术要求，本发明通过传统滑石粉矿 物填充与高长径比的无机填料协同作用，并使用侧向分别喂料的挤出工艺，获得 了刚性更高，韧性较好，收缩率更低、同时外观良好的聚丙烯复合材料，兼具纤 维类填料和矿物类填料的优势，可以大量应用于对刚性和尺寸稳定性要求较高的 外观用零部件。

发明内容

本发明的目的在于开发一种高刚性、低收缩、外观良好的聚丙烯复合材料， 用于汽车或家电行业常见的注塑零部件。

本发明的另一个目的是为了提供这种聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高刚性、低收缩、外观良好的聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原 料组成：

其中，

所述的聚丙烯为熔体流动速率(230℃×2.16kg)为3-70g/10min的共聚丙 烯，其中共聚丙烯的共聚单体为乙烯，其含量为4-10mol％。

所述的高性能无机填料为云母、晶须、硅灰石和玻璃纤维粉中的一种或两种 以上的组合物，优选平均直径10um，长径比40的玻璃纤维粉。

所述的弹性体增韧剂为聚丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、乙烯- 辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等中的一种或两种以上的组合物,优选乙烯-辛烯 共聚物弹性体，熔体流动速率(230℃×2.16kg)为0.5-10g/10min。

所述稳定剂为本领域技术人员认为所需的主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中主抗 氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂，辅助抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂。

所述其它添加剂包括本领域技术人员认为所需的着色剂、成核剂、发泡剂、 表面活性剂、增塑剂、偶联剂、阻燃剂、光稳定剂、加工助剂、抗静电助剂、 抗微生物助剂、润滑剂中的一种或以上的组合物。

上述高刚性、低收缩、外观良好的聚丙烯复合材料的制备方法，其步骤如下：

1)按重量配比称取原料；

2)将聚丙烯、弹性体增韧剂、高性能无机填料、滑石粉、稳定剂和其它助 剂在高速混合器中干混3-15分钟，将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔 融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区190-200℃，二区190-210℃，三 区190-210℃，四区190-210℃，机头190-220℃，双螺杆挤出机转速为100-1000 转/分。

另一种优选的方法为：将聚丙烯、滑石粉、弹性体增韧剂、稳定剂和其它助 剂在高速混合器中干混3-15分钟制得混合物A，将混合物A从螺杆主喂料口加 入双螺杆挤出机，高性能无机填料从螺杆中部侧向喂料口加入双螺杆挤出机，经 熔融挤出后冷却造粒；其中螺筒内温度为：一区190-200℃，二区190-210℃， 三区190-210℃，四区190-210℃，机头190-220℃，双螺杆挤出机转速为100-1000 转/分。

本发明的优点是：