[发明专利]一种轻量化高性能PP/PA合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻量化高性能PP/PA合金材料及其制备方法，由下列按照重量份计的原料制备而成：常规聚丙烯：45～90份；滑石粉：1～10份；弹性体：0～15份；尼龙6：1～20份；相容剂：0～3份；抗氧剂：0.1～1.5份；其他助剂：0～3份。本发明与现有技术相比，具有以下技术优势：(1)本发明首先制备了滑石粉填充PP/PA合金材料。在复配相容剂体系的增容作用下，提高PA与PP的界面相容性，在韧性不损失的情况下显著提高材料刚性。(2)PA的引入降低PP晶区尺寸，合金材料相比单纯PP填充滑石粉材料具有更低的收缩率。

技术领域

本发明涉及一种轻量化高性能PP/PA合金材料及其制备方法，尤其涉及一种基于PP、PA、滑石粉填充的合金材料及其制备方法，属于聚丙烯技术领域。

背景技术

随着新型汽车工业的飞速发展，结合现有碳中和这一热点问题的提出，对汽车设计及其轻量化、安全性提出了更高的要求。汽车轻量化主要实现途径为一方面将金属件替代高强度的聚合物，另一方面零件重量减重，通常方式为选用低密度材料和将零件设计薄壁化。在轻量化的同时，不降低零件强度，这对材料提出了更高的刚度和韧性要求。常规PP滑石粉填充轻量化材料，在刚度和韧性方面因材料特性存在性能上限。将强度更高的尼龙6引入配方体系之中，制备PP/PA合金材料可以提升材料的性能上限，综合PP、PA两种材料的优势。

目前所报道的PP/PA合金材料由于两种材料极性不同，虽添加相容剂可以改善两相的界面相互作用，但最终合金材料性能改善并不明显，其主要原因在于相容剂界面改善的效率不高。我们采用多种相容剂复配，帮助PA在PP材料中的相容与分散，辅助滑石粉的剪切作用，得到刚性优异、刚韧平衡、低收缩的PP/PA滑石粉填充合金材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，一种轻量化高性能PP/PA合金材料及其制备方法，主要通过复配相容剂体系帮助PA在PP相中分散、加以滑石粉增强作用，通过双螺杆或注塑机共混挤出条状共混物经过循环水冷却后进入切粒机切粒得到PP/PA合金粒子。其中相容剂的引入帮助PA在PP相中均匀分散，辅助滑石粉的剪切作用，相比单纯PP滑石粉增强材料，刚度和韧性都有所提升，材料刚度提升尤为明显。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种轻量化高性能PP/PA合金材料，由下列按照重量份计的原料制备而成：

常规聚丙烯：45～90份；

滑石粉：1～10份；

弹性体：0～15份；

尼龙6：1～20份；

相容剂：0～3份；

抗氧剂：0.1～1.5份；

其他助剂：0～3份。

其中，所述的常规聚丙烯材料是指在230℃，2.16Kg条件下材料的流动速度在10g/10min到100g/10min的聚丙烯。

所述的滑石粉为5000目到10000目的滑石粉粉体材料。

所述的尼龙6为2.7粘度或2.4粘度的一种或几种。

所述的弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物中的一种或者几种的混合物，密度为0.80～1.0g/cm³。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010(四(β—3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)季戊四醇脂)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯和抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)中的一种或者几种混合物。

所述的相容剂为马来酸酐接枝PP、硅烷偶联剂及丙烯酸接枝PP、环氧树脂中的一种或几种。