[發明專利]一種低線性膨脹系數高耐熱空心玻璃微珠填充聚丙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710726681.3
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107501751A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 徐劍;李榮群;張奎;胡林;汪鵬程
• 申請（專利權）人: 合肥會通新材料有限公司
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L51/06;C08L63/00;C08K13/06;C08K9/10;C08K9/06;C08K9/02;C08K7/28;C08K5/134;C08K5/103;C08K5/098
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 汪貴艷

技術領域：

本發明涉及高分子復合材料技術領域，具體涉及一種低線性膨脹系數高耐熱空心玻璃微珠填充聚丙烯復合材料及其制備方法。

背景技術：

聚丙烯(PP)材料屬于熱塑性樹脂，是五大通用塑料之一，其密度僅有0.90 g/cm³，是最輕的通用塑料。其具備良好的化學穩定性、力學性能、成型加工性能較好和價格低廉等優點，成為汽車內外飾件和家電領域上用量最大的熱塑性塑料。但聚丙烯具有成型收縮率、熱膨脹系數大、耐熱性差等缺點，限制了其更為廣闊的應用。因此，有必要降低聚丙烯復合材料的熱膨脹系數，提高其尺寸穩定性，減少與其它裝配件的錯配及裝配間隙，美化裝配效果；同時減小熱膨脹所帶來的裝配件之間的機械應力，從而減少因機械應力所產生的微裂紋，提高制品的安全性及使用壽命；提高聚丙烯復合材料的耐熱性也可以拓寬其使用環境和應用領域。因此，關于降低熱塑性塑料熱膨脹系數和提高熱穩定性的研究有著極其重要的意義。

在上個世紀五十年代，新型微米級填料空心玻璃微珠逐漸發展起來，它的粒徑約為1-900μm，空心玻璃微珠的壁通常很薄，具有良好的化學穩定性和較輕質量等優點。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明公開了一種低線性膨脹系數高耐熱空心玻璃微珠填充聚丙烯復合材料及其制備方法，目的是用改性空心玻璃微珠填充使聚丙烯樹脂獲得低線性膨脹系數、高耐熱性。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種低線性膨脹系數高耐熱空心玻璃微珠填充聚丙烯復合材料，由以下重量份的組分組成：

進一步，所述的聚丙烯樹脂為無規共聚聚丙烯；所述的POE-g-MAH中POE 密度為0.85-0.87g/cm³、辛烯含量為25-40％。

進一步，所述的改性空心玻璃微珠是由空心玻璃微珠經蝕刻、氨基化改性處理制得；所述空心玻璃微珠密度低于0.70g/cm³。

進一步，所述的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑與硅烷偶聯劑中的至少一種。

進一步，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑中的至少一種。

進一步，所述的受阻酚類抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑3114；硫代酯類抗氧劑為抗氧劑412S。

進一步，所述的光穩定劑為苯并三唑類光穩定劑與二苯甲酮類光穩定劑中的至少一種。

進一步，述的苯并三唑類光穩定劑為UV-327；所述的二苯甲酮類光穩定劑為UV-531。

進一步，所述潤滑劑選自季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸鈣與硬脂酸鋅中的至少一種。

進一步，所述的其他助劑為環氧樹脂、抗靜電劑中的至少一種。

一種低線性膨脹系數高耐熱空心玻璃微珠填充聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)先將空心玻璃微珠置于堿性溶液中蝕刻；然后將其浸于硅烷偶聯劑溶液中進行氨基化處理，最后經過濾、干燥制得表面連接有活性胺基的改性空心玻璃微珠；(2)將75-85份聚丙烯樹脂、5-10份POE-g-MAH、0.2-0.5份抗氧劑、0.1-0.4份光穩定劑和0.3-0.6份的潤滑劑、0-3份的其他助劑一起加入到高速攪拌機中混合3-5分鐘制得組合物A；

(3)將10-15份改性空心玻璃微珠、1-2份的偶聯劑加入到高速攪拌機中混合2-3分鐘制得組合物B；

(4)將步驟(2)中得到的組合物A經過主喂料斗加入到嚙合式平行同向雙螺桿擠出機中，將步驟(3)中得到的組合物B經過側喂料斗加入嚙合式平行同向雙螺桿擠出機中，經熔融、擠出、造粒制得低線性膨脹系數高耐熱空心玻璃微珠填充聚丙烯復合材料；擠出機料筒溫度為190-210℃，螺桿轉速為350-400 r/min，主機轉速為20-22Hz，側喂轉速為4-6Hz，真空壓力為-0.08～-0.1MPa。

進一步方案，所述硅烷偶聯劑溶液是由氨丙基三乙氧基和稀釋劑組成，所述稀釋劑是由乙醇和水按體積比為9：1組成。本發明具有如下有益效果：

1、本發明中空心玻璃微珠經堿蝕刻后在其表面增加大量的硅羥基，然后再置于硅烷偶聯劑溶液中氨基化處理后，形成表面連接有活性胺基的改性空心玻璃微珠。這樣改性空心玻璃微珠在熔融共混的過程中能夠與POE-g-MAH發生酰胺化反應，增強了其界面粘合力，產生了核-殼型的微觀相結構，通過這樣的界面設計，最終達到改善復合材料韌性、剛性等綜合性能的目的，進而提高了復合材料的耐熱性，并拓寬聚丙烯材料的使用環境和應用領域。