[發(fā)明專利]一種低收縮、低密度改性聚丙烯復合材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107501735A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 孟征;孫兆懿;錢晶;賀芳;吳超;黃興宇;蘇昱;郭新利;安峻瑩;陳婧;舒幫建
• 申請（專利權）人: 北京航天試驗技術研究所;北京航天凱恩化工科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L25/08;C08L23/08;C08L51/06;C08L77/02;C08L77/10;C08K13/04;C08K7/14;C08K7/10;C08K7/06;C08K5/134;C08K5/372;C08J5/04
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技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料技術領域，具體來說，涉及一種低收縮、低密度改性聚丙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

改性聚丙烯復合材料是在汽車工業(yè)中廣泛使用的材料之一，由于純聚丙烯樹脂的收縮率大，易收縮變形，熱變形溫度低，通常采用滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇或者硅灰石等礦物填料填充改性聚丙烯，以降低其收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性和熱變形溫度。以汽車保險杠、儀表板以及門板材料為例，一般都使用20％的礦物填料進行填充。

雖然礦物填充改性聚丙烯收縮率得到改善，但其密度則由于礦物填料的大量添加，而由0.9g/cm3上升至1.05g/cm3。隨著國家對于汽車節(jié)能減排、降低油耗的要求不斷提高，車身輕量化成為困擾汽車工業(yè)的難題。因此，為了降低車用復合聚丙烯材料的密度，開發(fā)低收縮率、低密度的改性聚丙烯復合材料成為本行業(yè)聚焦的熱點，科研人員開展的研究主要集中在為增強聚丙烯產1品中添加其它類型的高分子材料、抗翹曲成核劑、礦物填料等方面，如

中國專利CN101659766B公開了一種低收縮可噴涂PP/PS共混物合金及其制備方法，將聚丙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、接枝相容劑及功能性填料進行共混得到PP/PS共混物合金，獲得具有成型收縮率低至0.7-0.9％的材料，可替代ABS。中國專利CN 102250413B公開了一種高光澤、低收縮的改性聚丙烯復合材料及其制備方法，在聚丙烯體系中添加增強劑(35-40份)，得到具有收縮率低、高光澤的產品。中國專利CN103788634B公開了一種低收縮率玻纖增強PP/PA復合材料組合物及其制備方法，采用聚酰胺和玻璃纖維復合增強聚丙烯，使材料具有低收縮率。以上公開專利對于降低聚丙烯的收縮率雖然都有一定的效果，但在體系中需要添加較多無機填料，導致聚丙烯比重顯著增加；添加其它樹脂材料，會影響聚丙烯熔體的流動特性，不利于聚丙烯復合材料的加工，從而影響了材料的綜合性能。

為解決上述技術問題，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術缺陷，提供一種低收縮、低密度改性聚丙烯復合材料及其制備方法，該方法簡單、操作安全，并且經該制備方法制得的低收縮、低密度改性聚丙烯復合材料不僅具有優(yōu)異的力學性能，還具有較高的熱變形溫度。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種低收縮、低密度改性聚丙烯復合材料，由按重量百分比計的下述原料組成：聚丙烯50～80％，長纖維增強樹脂5～40％，相容劑1～10％，增韌劑1～20％，抗氧化劑0.2～1％，抗UV劑0.2～1％。

本發(fā)明所制得低收縮、低密度改性聚丙烯復合材料之所以能夠具有低收縮率、低密度，并且在以之制成的注塑制品具有較高的熱變形溫度，主要得益于對原料配方進行優(yōu)化改進，具體為：本發(fā)明在原料配方中加入了長纖維增強樹脂，纖維材料在聚丙烯中的分散更加均勻，不僅能夠限制聚丙烯的結晶過程，降低收縮率，還使聚丙烯的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度都得到增強。因此本發(fā)明所制得的低收縮、低密度改性聚丙烯復合材料不僅具有高的力學性能，還具有輕量化、低收縮的優(yōu)點，能夠替代現(xiàn)有的礦物填充聚丙烯材料，具有良好的市場前景和經濟效益。

根據(jù)本發(fā)明，所述聚丙烯在溫度230℃、負荷2.16kg條件下，熔融指數(shù)為10～100g/10min。

根據(jù)本發(fā)明，所述相容劑為SMA、馬來酸酐接枝聚烯烴、GMA接枝聚烯烴等中的一種，所述SMA中馬來酸酐的含量優(yōu)選為5～20％，所述相容劑為分子中有極性官能團的聚合物型相容劑，是為了增強聚丙烯樹脂與玻璃纖維的界面結合，提高材料的力學性能，優(yōu)選為SMA，馬來酸酐的含量優(yōu)選為18％。

根據(jù)本發(fā)明，所述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或OBC中的一種。

根據(jù)本發(fā)明，所述長纖維增強樹脂是由按重量份數(shù)計的下述原料制備而成：母粒載體40～80份，纖維材料20～60份，相容劑2～6份，分散劑0.1～2份。

根據(jù)本發(fā)明，所述長纖維增強樹脂的纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維中的一種，直徑為10～20μm。纖維在母粒中呈同向連續(xù)性分布。

根據(jù)本發(fā)明，所述長纖維增強樹脂的樹脂基體為聚丙烯、尼龍6中的一種。

根據(jù)本發(fā)明，所述長纖維增強樹脂，其中，所述分散劑是TAF、硅酮樹脂、馬來酸酐接枝PE蠟中的一種，有利于纖維與樹脂的界面結合。