[发明专利]一种具有高熔体强度聚丙烯微发泡材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有高熔体强度聚丙烯微发泡材料及其制备方法，聚丙烯微发泡材料由聚丙烯复合材料与化学发泡剂组成；聚丙烯复合材料由共聚聚丙烯、滑石粉、乙烯‑甲基丙烯酸离子键聚合物、相容剂、抗氧剂、润滑剂、其他助剂组成。与乙烯‑甲基丙烯酸离子键聚合物共混改性聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯为界面相容剂，增强聚丙烯与乙烯‑甲基丙烯酸离子键聚合物的界面结合力，促进乙烯‑甲基丙烯酸离子键聚合物在聚丙烯基体中的均匀分散，从而有效提高聚丙烯的熔体强度，获得泡孔致密的微发泡材料。该聚丙烯微发泡材料密度小，力学强度高，低温韧性好，耐刮性好，可直接注塑实现发泡，工艺简单，将为汽车轻量化提供一种行之有效的轻量化材料。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有高熔体强度聚丙烯微发泡材料及其制备方法。

背景技术

随着节能环保理念的不断深入，安全、舒适、轻量、节能已经成为未来汽车发展的主要趋势，汽车轻量化对降低油耗、减少排放起着至关重要的作用，研究表明汽车重量每减少100千克，百公里油耗可降低0.3升至0.6升。以塑代钢已成为汽车轻量化节能减排最现实的选择，聚丙烯因质轻、价廉、优异的力学性能、耐热性、耐腐蚀性等优点，在汽车行业被广泛的应用。随着汽车轻量化脚步的加速，高性能聚丙烯塑料迎来了新的需求。采用注塑成型工艺在聚丙烯引入几十微米到几百微米尺寸的泡孔得到聚丙烯化学微发泡材料，具有质轻、比强度高，隔音，隔热等特点，与未发泡聚丙烯相比，发泡聚丙烯产品不仅能显著降低制件重量，缩短成型周期，降低材料用量、节省成本，还能消除缩痕，改善制件的翘曲变形和尺寸稳定性。然而聚丙烯属于高结晶性聚合物，加工温度一旦高于熔点，熔体强度就会急剧下降，熔体难以支撑泡孔生长，导致泡孔塌陷、破裂。在受力过程中，分布不均的泡孔会成为裂纹的发源地，影响发泡材料的力学性能。提高聚丙烯的熔体强度已成为获得理想发泡材料的关键突破点，共混添加高熔体强度聚合物、弹性体或者低熔点共聚物来提高聚丙烯强度是一种最简单而有效的途径。中国发明申请号ZL200610117789.4所述的汽车内饰件用微孔发泡聚丙烯材料，通过共混高熔体POE来提高聚丙烯复合材料的熔体强度，得到符合汽车内饰要求的聚丙烯发泡材料。乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物树脂是杜邦公司利用独特的生产工艺聚合而成的一种离子键聚合物树脂，商品名为沙林热塑性树脂，具有优异的低温抗冲击性、出色的抗磨损、耐刮擦性，优异的熔体强度，在熔融状态下拉伸不断裂等特性，利用乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物的特性共混改性来提高聚丙烯的熔体强度，改善聚丙烯的韧性，但乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物与聚丙烯极性不同，难以在聚丙烯中均匀分散性，因此需要解决两者的界面结合力，提高聚丙烯的熔体强度，获得高性能的聚丙烯微发泡材料。

发明内容

一种具有高熔体强度聚丙烯微发泡材料，所述聚丙烯微发泡材料由97-98wt％聚丙烯复合材料与2-3wt％化学发泡剂组成；

所述的聚丙烯复合材料由下列原料按重量份制备而成：

进一步的，所述共聚聚丙烯在230℃，2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为30-120g/10min。

进一步的，所述乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物为锂离子型乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物、钠离子型乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物、锌离子型乙烯-甲基丙烯酸离子键聚合物的至少一种。

进一步的，所述的滑石粉颗粒目数大于10000目。

进一步的，所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，其接枝率为1.5％-2.0％。

进一步的，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂或着色剂的至少一种。