[發明專利]一種高填充微發泡聚丙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410357528.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104140591A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 王濱;吳汾;蔣頂軍;汪信
• 申請（專利權）人: 南京聚隆科技股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/08;C08L23/16;C08L23/06;C08K3/34;C08K3/26;C08J9/08;C08J9/10
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本發明涉及一種聚丙烯復合材料及其制備方法，尤其是一種高填充微發泡聚丙烯復合材料及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

無機粉體填充聚合物復合材料是通過一定的加工技術將無機粉體與聚合物混合，經熔融擠出造粒工藝制備而成。因復合材料中含有大量價格低廉的無機粉體，可顯著降低材料成本，現已廣泛應用于日常生活、家居裝飾、包裝、汽車、電子等領域，如日常生活中的“購物袋”、在電纜制造中使用的“填充繩”，汽車使用的門板、立柱、空調殼，密封條、擾流板、車輪罩等等部件。中國專利CN102040778B公開了一種高填充聚丙烯復合材料，具有良好的機械性能，同時具有較高的熱變形溫度，適合用于制造汽車的內外飾件及空調等部件；張偉等(公開號：103835494A)公開了一種納米鈣高填充聚丙烯抗老化建筑模板及其工藝，用于建筑模版，可顯著降低成本，提高模量；劉曉青等(公開號：103102592)公開了一種用于汽車保險杠的改性聚丙烯材料及其制備方法，使用礦物填料含量為25-40％，可有效降低成本，等等。然而，現有技術在降低成本的同時，忽略了礦物在復合材料中的比例的上升，導致材料比重上升，產品重量增加，必然會面臨問題。就汽車工業來說，車用材料重量的增加必然導致油耗增加、污染物排放量上升，進而提高汽車使用成本，加重環境污染；材料輕量化不但可以減輕車身重量、節約能源、提高燃油經濟性、減輕污染，也可以縮短生產周期、降低生產成本、提高企業競爭力。在汽車塑料用料中，聚丙烯填充改性材料一直占據第一位，并且每年以2.2％—2.8％的速度加快增長。其礦物高填充材料被廣泛應用于汽車內外飾件，甚至結構制件等。因此，聚丙烯填充改性復合材料，尤其是高填充改性材料的輕量化對于整車材料輕量化的意義重大。然而，目前采用的填充技術往往更多關注由礦物含量增加實現的降本，但卻無法兼顧材料輕量化。

發明內容

本發明的目的是兼顧高礦物填充量的降本優勢，提出一種具有輕量化特征的高填充微發泡聚丙烯復合材料，并提供該材料的制備方法，工藝簡單，生產成本低，效率高、易于實現工業化。

本發明通過以下技術方案解決技術問題：一種高填充微發泡聚丙烯復合材料，按重量份數，稱取聚丙烯20-50份，無機礦物粉體40-70份，增韌劑1-10份，抗氧劑0.2-1份。

將以上組分按照比例加入到高速混合機中，混合3-6min；其中，聚丙烯基料優選熔融指數為0.2-30g/10min，IZOD沖擊強度大于40kJ/m²的原料，進一步優化為熔融指數為2-15g/10min，IZOD沖擊強度大于40kJ/m²，小于60kJ/m²的原料；無機礦物粉體為碳酸鈣和滑石粉中的一種，優選滑石粉，增韌劑為乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯中的一種或幾種，其中優選乙烯-辛烯共聚物；主抗氧劑選自受阻酚類和硫酯類抗氧劑中的一種或幾種，優選1010，輔抗氧劑選自亞磷酸鹽類和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或幾種，優選168；

將上述組分混合物于雙螺桿擠出機中擠出并造粒，得到高填充聚丙烯復合材料。雙螺桿擠出機料筒溫度為170-270℃，螺桿轉速50r/min；

將0.5-10份發泡母粒加入到高填充聚丙烯復合材料粒料中，并在混合機中混合均勻；其中，發泡母粒中德包覆體為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡膠、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一種或幾種的組合物，優選乙烯醋酸乙烯共聚物；發泡劑為碳酸氫銨、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酞氨基崛、偶氮二碳酸胺中的一種或幾種的組合物，優選偶氮二甲酰胺；發泡活性劑為氧化鋅、尿素、三乙醇胺、硬脂酸鋅中的一種或幾種的組合物；優選氧化鋅和硬脂酸鋅的組合物。

將發泡母粒和聚丙烯復合材料混合物加入到注塑機中，注塑成型得到微發泡高填充聚丙烯復合材料。注塑機料筒溫度設置為180-240℃，注射壓力為40-60MPa，注射速度為40-80mm/s，冷卻時間為10-30s。

將發泡母粒和聚丙烯復合材料混合物加入到擠出機中，擠出成型得到微發泡高填充聚丙烯復合材料。擠出機機筒溫度設置為160-240℃，螺桿轉速為50r/min。