[發明專利]一種含聚丁烯合金的復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510082576.1
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104629184B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 賀愛華;邵華鋒;劉振學;劉晨光;柳金章;姚剛
• 申請（專利權）人: 青島科技大學;黃河三角洲京博化工研究院有限公司;山東京博石油化工有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/20;C08L53/00;C08K13/02;C08K3/26;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/36;C08K5/09;C08J3/22;B29C47/92
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技術領域

本發明涉及一種含聚丁烯合金的高抗沖性復合材料及其制備方法和用途，屬于高分子材料領域，特別是高分子材料加工和應用領域。

背景技術

近年來我國的汽車、電器等工業迅速發展，特別是轎車和家電的產銷量一直保持較高增長速度，中國已成為全球舉足輕重的汽車和家電的消費市場。在安全保證前提下，輕量化和塑料一體化是發展趨勢。目前汽車用塑料占到塑料總量的15％以上，而聚丙烯材料占到車用塑料的40％以上，總消耗量已達50萬噸。其中80％以上的聚丙烯材料適用于生產汽車保險杠，可以起到降低成本、易于輕量化、可循環再利用等。在家電行業，塑料用量占40％以上，產品塑料化已成為家電行業重要發展方向之一，塑料已成為家電領域應用量增長速度最快的材料。聚丙烯具有原料來源豐富、合成工藝簡單且現代化大規模生產、密度較金屬低、價格低、具有良好的強度、加工性能好等特點，但也存在耐低溫沖擊性能不佳、成型收縮率大、易老化、耐熱性以及耐老化性差等缺點。

由于聚丙烯存在的上述缺陷，在汽車及家電領域使用時常采用改性的方法來提高聚丙烯材料的使用性能，目前多采用共聚聚丙烯或者抗沖聚丙烯作為改性的基材。SP179是中流動性超高沖擊強度共聚聚丙烯的牌號，具有較高的沖擊性能和良好的加工性能，是汽車保險杠的優選材料(現代塑料加工應用，2006，18(4)：11-14)。CN?102649854公布了一種聚丙烯組合物及其制備方法，采用高流動高抗沖共聚聚丙烯添加到聚丙烯樹脂中，從而獲得了具有良好剛韌平衡和涂裝性能的聚丙烯組合物。CN?102558736公布了一種可以在汽車儀表盤中使用的聚丙烯共混材料，采用了POE作為增韌劑，提高聚丙烯基體的抗沖擊性能，并且為了解決POE彈性體和聚丙烯之間的相容性，加入2～10份聚丁烯作為相容劑改善擠出物的外觀形貌。CN?102924807和CN?101759923公布的汽車保險杠用料用聚丙烯共混材料，其中均需加入不同種類的增韌劑及極性聚合物和較大填充量的無機填料作為增韌改性劑和填充補強劑。家電行業使用最多的是HIPS和ABS作為塑料外殼，為提高材料的剛性、韌性、表面質量以及降低成本，通常采用無機填料和彈性體等進行改性。而目前無論是汽車用塑料材料還是家電行業，一體化、單一化的發展趨勢所要求的是盡量減少塑料的使用品種，并且減少塑料中各種性質不同的助劑和無機填料的種類和用量。極大填充量的無機填料會影響到塑料回收和再利用。

聚丁烯是丁烯單體經過配位聚合得到的，根據其等規度不同，可以作為高強度的塑料、熱塑性彈性體以及彈性體材料使用。聚丁烯材料具有突出的耐蠕變性、抗沖擊性和耐環境應力開裂性，尤其是其抗沖擊性能優異，可以在汽車保險杠材料中使用。有研究報道聚丙烯和聚丁烯熱塑性彈性體共混體系進行研究發現，隨著聚丁烯熱塑性彈性體用量的增加，共混體系的斷裂伸長率和沖擊強度均明顯提高(中國塑料，2004，18(7)：28；塑料，2006，35(3)：13)。

中國發明專利201310608858公開了一種抗沖聚丙烯/聚丁烯復合材料，采用物理共混的方法將聚丙烯和聚丁烯按照一定比例制備成共混材料。由于涉及到兩種熔體強度和熔體粘度等相差較大的兩種聚合物的共混，其共混條件以及共混材料的相容性均無法實現較高的控制，從而使其性能并不能達到最優。中國發明專利200910084482.2公開了一種聚丙烯組合物及其制備方法，其采用的是丙烯為基體及丙烯與5～8個碳原子的高級α-烯烴共聚得到組合物，未采用丁烯作為基體聚合物，同時也未涉及抗沖擊復合材料的制備。中國發明專利CN103467840A公開了一種聚丙烯和聚乙烯進行物理共混制備改性聚丙烯材料。

中國發明專利ZL?201010198121.3公開了一種新型的聚丁烯合金材料，其包含均聚丙烯、均聚丁烯和丁烯-丙烯共聚物組成。該聚丁烯合金在不影響聚丁烯樹脂高溫抗蠕變性和柔性的前提下，盡量縮短成型周期，提高其強度及模量等。同時，通過釜內原位聚合制備聚丁烯合金，不僅可以有效改善聚丁烯與聚丙烯物理共混時存在的兩相分散及相界面形貌，從而影響聚丁烯合金制品的性能的問題，同時少量共聚物的原位合成可明顯改善合金的相界面問題，還可通過聚合工藝參數的調節來調節合金的組分含量、分子量及其分布等參數。該專利提及了聚丁烯合金可以在水管或聚丙烯增韌材料領域應用，但是并未涉及具體管材專用料的配方及加工。

發明內容