[發明專利]一種高強度、高耐熱聚丙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110406958.7
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102516662A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 蔡青;張鷹;張祥福;周文
• 申請（專利權）人: 上海普利特復合材料股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L53/00;C08K9/00;C08K7/08;C08K3/34;C08K3/30;B29C47/92;B29B9/06
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術領域

本發明涉及一種高強度、高耐熱聚丙烯復合材料及其制備方法，是一種工藝簡單、成本低、綜合性能較好的聚丙烯復合材料，主要應用于汽車內外飾件。

背景技術

聚丙烯具有加工性能優良、耐汽油和化學藥品性好的優點，同時質輕、價格低廉，這些特點使其得到廣泛應用，是目前增長速度最快的通用型熱塑性塑料。但是，聚丙烯也存在強度低、耐熱性差，同時沖擊性能差，特別是低溫沖擊性能差等缺點，這些不足限制了聚丙烯在汽車內外飾件中的應用。

通常通過加入玻璃纖維的方法來大幅度提高聚丙烯材料的剛性、強度和耐熱性，但存在成型加工性能差、制品表面質量差的缺點。

晶須是一種單晶形式生長形成的纖維，直徑極小，具有高度有序的原子排列，沒有大的晶體缺陷，具有了極高的強度和模量，可賦予復合材料極高的強度；晶須具有不會引起高溫滑移的完整性，溫度升高時，晶須不分解、不軟化，可以使復合材料具有優異的耐高溫性；用晶須增強的復合材料有良好的重復使用性，材料經多次加工，力學性能變化也不大。與玻璃纖維相比，晶須更容易與樹脂復合，材料各向同性，外觀質量優良，非常適合制造形狀復雜、尺寸精度高、表面光潔度高的產品。

歐洲專利EP-A496625公開了一種高結晶聚丙烯的復合材料，其單單只是通過添加滑石粉來達到高強度、高剛性的目的，但是這導致復合材料沖擊強度的降低，從而限制了材料的應用。中國專利CN?101020775A介紹了一種高強高韌聚丙烯改性材料制備，其主要是通過礦物增強和β成核劑以及彈性體來達到增韌的效果，這種方法的成本偏高，而且強度和韌性提高較為有限；復合材料的成本比較高，力學性能還可以進一步提高；中國專利CN?1468897A介紹了一種鈦酸鉀晶須和玻璃纖維的聚丙烯復合材料的制備方法，所制備的產品強度和韌性均比較高，然而玻纖的使用會影響制件的外觀，并容易產生翹曲等，這就限制了這種材料的使用范圍；此外，中國專利CN1536102、以及CN?101498041公開了一些鎂鹽晶須的制備方法，對其在高聚物，特別是在聚丙烯中的應用均沒有涉及。

發明內容

本發明的目的是開發一種高強度、高耐熱的聚丙烯復合材料，為了克服上述不足，提供一種在實際生產中能夠簡單有效地實現易加工，高強度，高耐熱的聚丙烯復合材料。

本發明高強度、高耐熱的聚丙烯復合材料通過以下技術方案實現其目的：

一種高強度、高耐熱的聚丙烯復合材料，按重量百分比計，其組分和含量為：

聚丙烯???????30～95；

粉狀聚乙烯???2～15；

滑石粉???????0～35；

鎂鹽晶須?????5～20；

抗氧劑???????0.1～2；

光穩定劑?????0～1；

色粉或色母粒?0～3。

其中：

所述聚丙烯在230℃、2.16kg負荷條件下熔融指數為5～60g/10min。

所述聚丙烯為均聚丙烯或嵌段共聚丙烯。

所述均聚丙烯的結晶度為70～100％，等規度為99～100％。

所述嵌段共聚丙烯的共聚單體為乙烯，乙烯單體重復單元摩爾含量為4～10％。

所述粉狀聚乙烯的粒徑為45微米～850微米，在190℃、2.16kg負荷條件下熔融指數為1～40g/10min。

所述滑石粉的平均粒徑為0.5～10微米。

所述的鎂鹽晶須為相對密度2.2～2.4g/cm³，直徑0.8～1.2微米，平均長度20～200微米的單晶纖維狀粉末，其化學式為MgSO₄5Mg(OH)₂·3H₂O。

所述抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑，所述主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑中的一種或幾種混合；輔抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑中的一種或幾種混合。

所述光穩定劑為受阻胺類光穩定劑。

上述高強度、高耐熱的聚丙烯復合材料的制備方法，步驟如下：

(1)先用助劑對滑石粉和鎂鹽晶須進行表面處理；

(2)按重量配比稱取各組分；

(3)將聚丙烯、粉狀聚乙烯、滑石粉、抗氧劑、光穩定劑(或加入其他添加劑)在高速混合器中干混3～5分鐘；