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CN102002186A - 一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料及其制备方法 Download PDF

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CN102002186A CN 201010530996 CN201010530996A CN102002186A CN 102002186 A CN102002186 A CN 102002186A CN 201010530996 CN201010530996 CN 201010530996 CN 201010530996 A CN201010530996 A CN 201010530996A CN 102002186 A CN102002186 A CN 102002186A
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Inventor
余林华
顾在春
任俊
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SUZHOU SUNWAY POLYMER CO Ltd
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SUZHOU SUNWAY POLYMER CO Ltd
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Abstract

本发明属于改性聚丙烯复合材料领域，涉及一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯、聚乙烯、弹性体、矿物填料、相容剂和助剂，按照重量份，上述成份的重量份分别为：聚丙烯40-85；聚乙烯5-30；弹性体5-20；矿物填料5-30；相容剂0.1-3；助剂0.1-3；本发明所制得的矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，不仅具有良好的力学性能，而且在保证其良好的表观性能的同时，还具有较好的低收缩率；且该方法简单可行，可大规模推广使用。

Description

一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于改性聚丙烯复合材料领域，具体涉及一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，尤其涉及一种适用于制造汽车保险杠等的低收缩率的改性聚丙烯复合材料；本发明同时还涉及所述改性聚丙烯复合材料的制备方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，聚丙烯以其密度小，刚性好，耐挠曲，耐化学腐蚀，绝缘性好以及改性后具有耐低温冲击性能和热老化性能等优点，而被广泛应用于汽车的内外饰件。
聚丙烯改性料的收缩率控制是聚丙烯改性的一个重要方面。收缩率控制的好对聚丙烯改性料的推广使用有重要意义，同时也是保证产品质量的一个重要方面。特别是利用改性聚丙烯取代传统的工程塑料，收缩率这一点显得十分重要。
聚丙烯改性在国内已经有成熟的技术，对聚丙烯改性理化性能的研究报导也很多，对收缩率问题则相对较少。目前改善聚丙烯收缩率最有效的方法就是添加玻璃纤维，玻璃纤维的加入一则破坏了聚丙烯的结晶度，影响收缩率，更重要的是玻璃纤维限制了聚丙烯的结晶收缩。但是，加入玻璃纤维之后，聚丙烯材料的表观质量就明显下降，而且，材料的耐冲击性能也略显不足。
发明内容
本发明的目的就是提供一种采用矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯、聚乙烯、弹性体、矿物填料和助剂，按照重量份，上述成份的重量份分别为：
聚丙烯        40-85；
聚乙烯        5-30
弹性体        5-20；
矿物填料          5-30；
相容剂            0.1-3；
助剂              0.1-3；
其中，聚丙烯、聚乙烯、弹性体和矿物填料的重量份之和为100份。
优选的技术方案中，矿物填料选自云母粉。
进一步优选的技术方案中，云母粉的粒径应大于800目。
上述技术方案中，所述聚丙烯、聚乙烯、弹性体、矿物填料或助剂都是本领域技术人员公知的常用的成份，具体地：
所述聚丙烯选自：均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。其中，均聚聚丙烯的分子量范围为30～40万；共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为13∶7～17∶3。
所述聚乙烯选自：任意一种密度在0.89-0.93g/cm3，熔融指数在0.01-10g/10min的乙烯聚合物。
所述弹性体选自：乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或一种以上的混合物。
所述相容剂选自：一种聚丙烯与马来酸酐的接枝物(PP-g-MAH)。
所述助剂选自：抗氧剂1010、抗氧剂619、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂PS802、光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂UV-3853或紫外吸收剂UV-2908中的一种以上的混合物；
上述低收缩率的改性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量配比称取原料；
(2)将聚丙烯、聚乙烯与弹性体在1000～2000转/分下高速混合3～15分钟；然后加入矿物填料，在1000～2000转/分下高速混合3～15分钟；最后加入助剂，在1000～2000转/分下高速混合2～10分钟，得到预混料；
(3)将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为190～250℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，即可制得低收缩率的改性聚丙烯复合材料。
本发明与现有技术相比具有下列优点：
虽然采用矿物填料填充在降低收缩率方面没有玻璃纤维那么有优势，但是矿物填料的加入也明显降低了PP改性料的收缩率(这是因为矿物料本身不收缩，它的加人从整体比例上降低了PP改性料的成型收缩率；其次矿物料的加入降低了PP的结晶度，从而降低了成型收缩率；而且微细的矿物填料加人后，起到一种成核剂的作用，改变了即的结构形态，可防止大的球晶形成)，且材料的表观质量远远优于加玻璃纤维后的聚丙烯材料。
聚乙烯的加人也影响PP改性料的成型收缩率：虽然聚乙烯也是一种高结晶度的塑料，成型收缩率也很大，但在加人其中后相互都不同程度地破坏了各自的结晶度，使整体成型收缩率下降。
下面将通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述，由于本发明主要在于配方的改进，其它的工艺条件，如螺杆的操作条件等，与现有技术基本相同，故实施例将注重配方的列举。
在实施例中，各物性的测试方法分别如下：
拉伸强度根据DIN ISO 527进行测量；
弯曲模量根据DIN ISO 178进行测量；
缺口冲击强度根据DIN ISO 179-1eA进行测量；
收缩率通过测量初始长度和注塑成型后24小时的收缩长度获得，其单位是1/1000。使用DIN ISO拉伸样品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
实施例1～5：
将称量好的聚丙烯与聚乙烯、弹性体在1000～2000转/分下高速混合5分钟；然后加入矿物填料，在1000～2000转/分下高速混合5分钟；再加入相容剂与助剂，在1000～2000转/分下高速混合3分钟，得到预混料。将该预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为190～250℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，即可制得低收缩率的改性聚丙烯复合材料。
各实施例的组分配比如表1所示。
分别对各实施例得到的产品进行物性检测，其性能如表2所示。
表1实施例1～5的组分配比
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  聚丙烯   65   63   61   59   57
  聚乙烯   5   7   9   11   13
  弹性体   10   10   10   10   10
  矿物填料   20   20   20   20   20
  相容剂   2   2   2   2   2
  助剂   1.2   1.2   1.2   1.2   1.2
注：表1中数据均以重量份计算
表2实施例1～5的物理机械性能
 实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  实施例5
  拉伸强度MPa   24.7   23.8   23.1   22.0   20.9
  弯曲强度GPa   2.5   2.4   2.1   1.8   1.4
  缺口冲击KJ/m2   24   28   35   38   44
  收缩率％   1.1   1.0   0.9   0.6   05
这些实施例仅用于说明本发明而不应该限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明所述内容之后，本领域技术人员对本发明做各种等价形式的改动或修改，这些等价形式同样属于本申请的权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，包括：聚丙烯、聚乙烯、弹性体、矿物填料和助剂，其特征在于，按照重量份，上述成份的重量份分别为：
聚丙烯                40-85；
聚乙烯                5-30；
弹性体                5-20；
矿物填料              5-40；
相容剂                0.1-3
助剂                  0.1-3；
其中，聚丙烯、聚乙烯、弹性体和矿物填料的重量份之和为100份。
2.根据权利要求1所述矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯选自：均聚聚丙烯或共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。其中，均聚聚丙烯的分子量范围为30～40万；共聚聚丙烯中丙烯单体和乙烯单体的摩尔比为13∶7～17∶3。
3.根据权利要求1所述矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚乙烯选自：任意一种密度在0.89-0.93g/cm3，熔融指数在0.01-10g/10min的乙烯聚合物。
4.根据权利要求1所述矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述弹性体选自：乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述矿物填料选自：滑石粉、碳酸钙或云母粉中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述相容剂选自：一种聚丙烯与马来酸酐的接枝物(PP-g-MAH)。
7.根据权利要求1所述矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料，其特征在于：所述助剂选自：抗氧剂、光稳定剂、紫外吸收剂中的一种或一种以上的混合物。
8.一种矿物填充的低收缩率改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述重量配比称取原料；
(2)将聚丙烯、聚乙烯与增韧剂在1000～2000转/分下高速混合3～15分钟；然后加入矿物填料，在1000～2000转/分下高速混合3～15分钟；再加入相容剂与助剂，在1000～2000转/分下高速混合2～10分钟，得到预混料；
(3)将预混料喂入双螺杆挤出机中，预加热3～5分钟，其中螺杆各区的温度为190～250℃，螺杆转速为200～500转/分，挤出造粒，即可制得低收缩率的改性聚丙烯复合材料。
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