[發明專利]一種高模量、超高抗沖聚丙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310740894.3
• 申請日: 2013-12-28
• 公開（公告）號: CN103923381A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張鍇;張鷹;張祥福;周文;郭思斯;蔡瑩
• 申請（專利權）人: 上海普利特復合材料股份有限公司;浙江普利特新材料有限公司;重慶普利特新材料有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L53/00;C08L9/00;C08L23/16;C08L23/08;C08K13/02;C08K3/26;C08K3/30;C08K3/36;C08K3/22;C08K3/34;B29B9/06;B29C47/92
• 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

本發明涉及一種聚丙烯復合材料，具體為一種高模量、超高抗沖的聚丙烯復合材料，以及其制備方法；屬于聚合物改性和加工領域。

背景技術

近年來隨著汽車工業的迅速發展，各塑料零部件的需求量急劇增長，其中占比例最大的為聚丙烯復合材料。對于儀表板、門板、中控臺等一些重要的汽車內飾件而言，除了要求零部件具有足夠的強度，可以承載安裝在儀表板或門板上的其它零部件，還要求零件具有足夠的抗沖擊性能，可以在汽車發生碰撞事故時不會產生明顯的破裂或尖銳碎片，盡可能的保護司乘人員的安全。其中門板在車輛發生側碰時將承載最直接的沖擊，而無縫氣囊儀表板則需要在車輛發生碰撞時保證氣囊順利而迅速的打開，在上述過程中均不能產生任何可能傷人的硬質碎片，尤其在極限低溫條件下，更對聚丙烯材料提出了極高的要求。

一般來說，聚丙烯材料，特別是共聚丙烯材料具有較好的抗沖擊性能，使用彈性體增韌后的改性聚丙烯可以獲得較為理想的常溫韌性；但在-30℃甚至-40℃等極限低溫條件下，聚丙烯材料較高的玻璃化轉變溫度決定了其低溫抗沖擊性能較差，只能通過彈性體增韌以提高低溫韌性。但僅依靠大量添加彈性體來增韌的方法，勢必會導致材料剛性和耐熱性能急劇下降，無法滿足大型注塑零件的強度要求；而彈性體含量較少時，雖然強度可以滿足要求，但材料韌性，尤其是低溫韌性很難滿足要求極為苛刻的頭部碰撞及氣囊爆破等汽車零部件實驗。

為了解決上述問題，本發明采用乙烯-丁烯共聚物作為增韌劑，并與超細無機填料協同作用，在保證材料具有足夠剛性的同時，將材料的抗沖擊性能，特別是低溫抗沖擊性能提高到一個非常可觀的程度，得到了具有優秀的剛韌平衡性，兼具超高抗沖擊性能的聚丙烯復合材料，可以很好的滿足嚴格的整車碰撞及其它考驗常溫和低溫沖擊性能的實驗要求。

發明內容

本發明的目的在于開發一種剛韌平衡、兼具超高抗沖擊性能的聚丙烯復合材料，用于具有較高抗沖擊性能要求的塑料零部件產品。

本發明的另一個目的是為了提供這種聚丙烯復合材料的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種高模量、超高抗沖聚丙烯復合材料，由下列重量百分比的原料組成：

其中，

在230℃×2.16kg的測試條件下，所述的聚丙烯為熔體流動速率在0.5-60g/10min之間的均聚丙烯或嵌段共聚丙烯，其中嵌段共聚丙烯的共聚單體常見為乙烯，其含量在4-10mol%范圍內。

所述超細無機填料為平均粒徑0.05-10μm的無機填料，進而所述超細無機填料選自碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅、二氧化鈦、滑石粉、云母、蒙脫土和高嶺土中的一種或兩種以上的組合物，優選平均粒徑0.5-2.5μm的滑石粉。

所述彈性體增韌劑為任何合適的聚烯烴彈性體，包括但不限于聚丁二烯橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物等中的一種或兩種以上的組合物，優選乙烯-丁烯共聚物彈性體，熔體流動速率（230℃×2.16kg）為0.5-10g/10min。

所述穩定劑為本領域技術人員認為所需的主抗氧劑和輔助抗氧劑，其中主抗氧劑為受阻酚或硫酯類抗氧劑，輔助抗氧劑為亞磷酸鹽或酯類抗氧劑。

所述其它添加劑包括本領域技術人員認為所需的著色劑、成核劑、發泡劑、表面活性劑、增塑劑、偶聯劑、阻燃劑、光穩定劑、加工助劑、抗靜電助劑、抗微生物助劑、潤滑劑中的一種或以上的組合物。

上述高模量、超高抗沖聚丙烯復合材料的制備方法，其步驟如下：

1)按重量配比稱取原料；

2)將聚丙烯、彈性體增韌劑、超細無機填料、穩定劑和其它助劑在高速混合器中干混3-15分鐘，將混合后的原料加入雙螺桿擠出機中，經熔融擠出后冷卻造粒；其中螺筒內溫度為：一區190-200℃，二區190-210℃，三區190-210℃，四區190-210℃，機頭190-220℃，雙螺桿擠出機轉速為100-1000轉/分。本發明的優點是：

1、使用乙烯-丁烯共聚物作為彈性體增韌劑，與傳統增韌改性聚丙烯相比，具有更優秀的低溫韌性。

2、使用超細滑石粉作為無機填料，可以在盡可能減少韌性損失的同時，大幅度提高材料的剛性。

3、使用超細滑石粉與彈性體增韌劑協同作用，與傳統增韌改性聚丙烯相比，材料可以達到更理想的剛韌平衡。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明作進一步詳細說明。本發明的范圍不受這些實施例的限制，本發明的范圍在權利要求書中提出。