[發明專利]聚丙烯復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011552729.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112759845A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 朱福朋;冉紅川;李查;吳庭鋼;賈鵬
• 申請（專利權）人: 重慶會通科技有限公司
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L23/08;C08L51/06;C08K7/08;C08K5/527;C08K13/04
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 張夢媚

本發明公開了一種聚丙烯復合材料及其制備方法和應用，其由高熔指聚丙烯40?60份、中熔指聚丙烯15?30份、低熔指聚丙烯5?15份、彈性體1?20份、成核劑0.05?0.5份、相容劑0.05?0.5份、堿式硫酸鎂晶須1?20份和助劑0.5?3份按照重量份共混后經雙螺桿擠出機擠出制得；并通過調節所述雙螺桿擠出機主喂與側喂、側喂與機頭的剪切塊分布，使得得到的聚丙烯復合材料具有高流動性、高剛性、高韌性且低密度的特點。

技術領域

本發明屬于高分材料改性技術領域，具體涉及一種聚丙烯復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚丙烯(簡稱為PP)材料是一種通用性熱塑性樹脂，具有密度小、價格低、易加工成型等優點，同時兼具優良的機械性能，因此被廣泛應用于汽車內外飾制件。但未經過改性的聚丙烯物理性能較低，不能直接應用于車用大部分制件，因此大部分聚丙烯材料在應用前需要對其進行改性。

隨著汽車工業的發展，目前幾乎所有車企都在追求輕量化，要求制件越來越輕。為了達到上述目的，首先是制件壁厚越來越薄，傳統的制件壁厚大于2.5mm，現在薄壁化制件的壁厚為1.8-2.5mm，這就要求材料具有很高的流動性，同時具有很好的剛性和韌性；其次是材料密度要盡可能小，現在越來越多的車企都趨向采用密度小于1.0g/cm³的材料，而傳統的改性聚丙烯復合材料密度大于1.0g/cm³，并不符合輕量化的要求。

公開號為CN109575446A的中國專利申請中采用微量晶須和少量成核劑，在注塑過程中使制件在垂直流動方向形成不同的形貌結構來提升材料的性能，但該技術方案中采用大量碳酸鈣或滑石粉進行填充，使得材料密度會大于1.0g/cm³，并且最終材料的沖擊性能也并不理想；公開號為CN105542375A的中國專利申請中采用超細滑石粉填充聚丙烯，從側喂加入，同時優化配方來提高材料的性能，同樣的該技術方案中制得的聚丙烯復合材料的密度偏大，不符合輕量化需求。

發明內容

有鑒于此，本發明有必要提供一種聚丙烯復合材料，采用高、中、低熔指聚丙烯作為基體樹脂，與彈性體、成核劑、相容劑和助劑共混后從主喂加入，主喂和側喂之間的螺桿組合采用強剪切強分散的方式，將少量堿式硫酸鎂晶須從側喂加入，側喂和機頭之間的螺桿組合采用弱剪切強分散的方式，使得該聚丙烯復合材料具有高流動性、高剛性、高韌性且低密度的特點，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明首先提供了一種聚丙烯復合材料，其由高熔指聚丙烯40-60份、中熔指聚丙烯15-30份、低熔指聚丙烯5-15份、彈性體1-20份、成核劑0.05-0.5份、相容劑0.05-0.5份、堿式硫酸鎂晶須1-20份和助劑0.5-3份按照重量份共混后經雙螺桿擠出機擠出制得，優選的，其由高熔指聚丙烯50-60份、中熔指聚丙烯18-25份、低熔指聚丙烯8-12份、彈性體10-15份、成核劑0.1-0.3份、相容劑0.2-0.4份、堿式硫酸鎂晶須5-15份和助劑0.5-3份；

其中，在230℃、2.16kg條件下的熔體流動速率分別為：所述高熔指聚丙烯為80-100g/10min，所述中熔指聚丙烯為15-30g/10min，所述低熔指聚丙烯為3-10g/10min；

所述雙螺桿擠出機中，主喂與側喂之間的螺桿中包含5-10個剪切塊，其中90°剪切塊不少于3個，最后一個剪切塊為反向剪切塊；側喂與機頭之間的螺桿中包含6-12個45°剪切塊，其中反向建切塊不少于3個，需要說明的是，這里所述的剪切塊如無特別的說明，均是按照物料熔融擠出進料順序順次通過。

本發明通過將高、中、低熔指聚丙烯作為基體樹脂，與彈性體、成核劑、相容劑和助劑共混后，從主喂加入，堿式硫酸鎂晶須從側喂加入，調整主喂與側喂、側喂與機頭之間的螺桿組合，將主喂和側喂之間采用強剪切強分散的螺桿組合，保證聚丙烯復合材料具有高流動性和沖擊性能，側喂和機頭之間采用弱剪切強分散的螺桿組合，使硫酸鎂晶須均勻分散，提高復合材料的剛性。