[发明专利]一种薄壁注塑用聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄壁注塑用聚丙烯复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料技术领域。

背景技术

轻量化、节能环保及高效、低成本地生产一直是汽车工业持续追求的目标。对于汽车轻量化、低成本的发展要求材料具有高流动性，这样的材料加工性能好，制品生产周期短； 具有高结晶度及较宽相对分子质量分布，使材料刚性好，可减小制品厚度，减轻制品质量。材料具备以上性能，有利于汽车零部件产品薄壁化，减轻质量，实现整车轻量化和低成本。

在国际上在可通过反应器直接生产高流动抗冲击PP共聚物，一方面是进一步改进了抗冲击共聚物的刚性、韧性和流动性的平衡； 二是提高抗冲击共聚物的功能性，用来制作保险杠等汽车关键零部件。在国内对于薄壁注塑用高流动性高刚性聚丙烯复合材料方面， 2014年，中国石化青岛炼油化工有限责任公司推出的使用美利肯化工Hyperform®HPN20E成核剂的薄壁注塑专用聚丙烯树脂PPH–MM45， PPH–MM50， PPH–MM60 系列4产品。其熔体流动速率为45～60 g／10 min，具有高透明度、快速成型、高刚性及较好耐冲击性等优点。上述聚丙烯复合材料的开发，主要是基于一次性饭盒，包装盒等产品，本项目产品主要用于汽车零部件。

另外中国专利CN102816384B公开了一种浅缩痕低翘曲的玻纤增强聚丙烯复合材料及其制法与应用，其选用了高结晶度的聚丙烯和短切玻璃纤维，虽然能够一定程度上降低缩痕的产生，却容易造成玻纤外露现象。中国专利CN100569842C公开了一种聚丙烯树脂组合物及其制备方法，使用了石油树脂改性剂和山梨醇类成核剂，及二氧化硅作为无机添加剂，该发明的产品得到了比较好的透明性的聚丙烯树脂，其雾度最好可降至10以下，力学性能也达到比较好的效果，然而其流动性还有待提高，MI值较低。而对于聚丙烯复合材料薄壁注塑工艺中出现的流痕及虎皮纹、缩壁、翘曲等问题，通过文献查阅，2011年江苏大学硕士学位论文，主要研究了汽车保险杠注塑成型的数值模拟及翘曲变形控制，主要提供了一种有效减小翘曲量的方法 ；2014年中南大学硕士学位论文《薄壁注塑成型中界面传热对熔接痕的影响研究》主要研究了薄壁注塑成型中界面传热对熔接痕的优化问题； 2014年四川长虹模塑科技有限公司联合四川大学开发了长玻纤增强聚丙烯极薄注塑试样，研究了在完全充填的条件下注塑成型制品不同位置的纤维含量、长度分布、取向情况以及对其力学性能的影响，上述研究主要对聚丙烯复合材料某一方面性能进行了优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种抗虎皮纹、抗缩壁、低翘曲的聚丙烯复合材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种薄壁注塑用聚丙烯复合材料，包括以下组分且各组分以重量份数计为：

所述高流动性聚丙烯基体材料的MFR 大于100g/10min。

所述包覆型滑石粉母粒采用的表面改性剂配方包括以下组分且各组分以重量份数计为：

所述有机纤维为PET。

所述其他助剂包括抗氧化剂、老化助剂或稳定剂。

一种薄壁注塑用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按前述重量配比称取聚丙烯、改性滑石粉、三元共聚pp、POE、K树脂、有机纤维以及其他助剂；

(2)将步骤(1)所述的各组分在高速混合器中干混10分钟；

(3)将步骤(2)混合后的物料置于双螺杆挤出机，经熔融挤出，造粒， 得到低气味聚丙烯材料的粒料，其工艺控制条件为：一区180～190℃，二区200～ 210℃，三区200～210℃，四区210～215℃，五区210～215℃，六区210～215℃， 七区215～225℃，八区215～225℃，九区215～225℃，十区215～225℃；停 留时间为1-2min，压力为12-18MPa。

本发明所达到的有益效果：

（一）、选用POE、有机硅、PE以及其它助剂对滑石粉进行改性，使改性后的滑石粉更加容易与聚丙烯基体相容，提高聚丙烯复合材料流动性，可以满足以下指标：1、在不降低材料弯曲、拉伸强度的前提下，提高材料的缺口冲击强度50-100％，2.所选择的有机高分子与PP有一定相容性，且所制备的材料在80℃连续放置500小时无析出发粘现象，3、通过电镜检测发现明显改善滑石粉在基体树脂中的分散性，4、包覆率＞95％；