一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料及其制备方法，将聚丙烯复合材料与复合发泡剂均匀混合，采用二次开模注塑成型而成，其中所述聚丙烯复合材料按照如下重量份数制备：聚丙烯65‑85份、活性硅酸钙10‑20份、增韧剂10‑15份、改性剂0.4‑0.8份、抗氧剂0.2‑0.4、润滑剂0.5‑1份、交联剂0.5‑1份、交联助剂0.2‑0.5份、其他助剂0‑3份。采用交联助剂、表面改性剂协同对活性硅酸钙表面包覆，增强与树脂的界面作用力，分散更加均匀，同时通过交联剂引发聚丙烯交联反应，形成网络状结构，提高复合体系的熔体强度，使得复合材料获得优异的发泡性能，该复合材料具有原料来源广泛、成本低、密度小、尺寸稳定性好，机械性能优异、隔热，隔音、降噪的特点。

Polypropylene composite material capable of being used for chemical micro foaming and preparation method thereof

The invention discloses a method for polypropylene composite material and preparation method of chemical micro foam, polypropylene composite material and composite foaming agent are evenly mixed, with a two injection molding mold, wherein the polypropylene composite material prepared according to the following weight portions: 65 polypropylene 85, 10 active calcium silicate 20, 15, 10 toughening modifier 0.4 0.8, 0.4, 0.5 antioxidant 0.2 lubricant 1 copies, 1 copies, 0.5 crosslinking agent crosslinking agent 0.2 0.5 copies, 3 copies of 0 other additives. The crosslinking agent and surface modification agent coating on active calcium silicate surface, and enhanced interfacial force of resin, dispersed more evenly, at the same time caused by crosslinking agent crosslinking reaction of polypropylene, a network structure, improve the melt strength of composites, the composite materials have excellent foam properties, the composite material has wide sources of raw materials low cost, low density, good dimensional stability, excellent mechanical properties, heat insulation, sound insulation and noise characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体是一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚丙烯因其具有优异的机械性能，耐热性、无毒、耐腐蚀、电绝缘等优点，广泛应用在保险杠、侧护板、导流板、仪表板、杂物盒等汽车内外饰部件，是车用塑料中使用量最大，产品应用最多的材料之一。众所周知，全球安全、环保、节能标准的提高，给聚丙烯车用塑料提出了新的要求，设计者也希望聚丙烯塑料越来越轻，来提升汽车的性能及降低能耗。与常规聚丙烯材料相比，聚丙烯微发泡材料具有密度小，缺口敏感性较低、低温性能更优等优点，此外内部多孔还赋予产品具有隔音、隔热、降噪等特点，逐渐成为汽车轻量化设计的热衷轻量化材料之一。但聚丙烯属于结晶型聚合物，当高于熔融温度以上，基体熔体强度瞬间降低，分解产生的气体无法被熔体所束缚，容易在基体中塌陷、串泡、并泡，导致聚丙烯泡孔难以控制，造成发泡效果不良，限制了聚丙烯微发泡材料在汽车领域的应用。因此，通过选择合适的树脂基体，共混改性，化学引发PP交联反应有效提高聚丙烯熔体强度，从而解决聚丙烯泡孔难以控制的问题，在实际生产中获得闭孔细腻均匀的聚丙烯微发泡材料，扩宽聚丙烯微发泡在新产品及新领域的应用。
技术实现思路
：针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种聚丙烯微发泡材料及其制备方法，解决现有技术聚丙烯在发泡过程中熔体强度低，泡孔不易控制，气泡并泡塌陷严重等问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料由下列原料按重量百分比制备而成：聚丙烯复合材料96-99％复合发泡剂1-4％其中所述的聚丙烯复合材料由下列原料按重量份制备而成：聚丙烯65-85份活性硅酸钙10-20份增韧剂10-15份改性剂0.4-0.8份抗氧剂0.2-0.4份润滑剂0.5-1份交联剂0.5-1份交联助剂0.2-0.5份其他助剂0-3份进一步方案，所述聚丙烯为共聚聚丙烯，在230℃，2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为10-120g/10min。进一步方案，所述活性硅酸钙，其粒径目数在1000目以上。进一步方案，所述增韧剂为POE，在230℃，2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为0.5-30g/10min。。进一步方案，所述改性剂为十八胺，工业级，其纯度在99％以上。进一步方案，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。进一步方案，所述交联剂为过氧化二异丙苯；所述交联助剂为丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸二乙酯中的至少一种。进一步方案，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙，硬脂酸锌、硬脂酸、褐煤蜡、戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。进一步方案，所述其他助剂为紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定剂、抗静电剂和/或着色剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备改性活性硅酸钙：将0.4-0.8份的改性剂、0.2-0.5份交联助剂分散于500mL-1L乙醇中，加入10-20份活性硅酸钙于三口烧瓶中，加热至60-80℃，搅拌30-60min，倒入大烧杯中，离心分离，用去离子水洗涤3-5次，将离心产物50-80℃真空干燥24h-48h，干燥后的产物在球磨机中球磨，球磨机转速控制在100-250r/min，得到改性活性硅酸钙；(2)制备聚丙烯复合材料：将聚丙烯65-85份、步骤(1)制备出的改性活性硅酸钙、增韧剂10-15份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.5-1份、交联剂0.5-1份、其他助剂0-0.3份投入同向双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。(3)制备聚丙烯化学微发泡复合材料：将96-99wt％的聚丙烯复合材料与1-4wt％的复合发泡剂混合均匀后，注塑过程采用二次开模工艺，进行微发泡成型，其中注塑机温度为180-200℃。本专利技术的有益效果1、熔体强度高，泡孔均匀细腻：所用改性剂十八胺一种直链型的非极性的表面活性剂，能有效包覆活性硅酸钙的表面，末端氨基与交联助剂丙烯酸丁酯形成氢键，使得活性硅酸钙带有可反应的基团，一方面与基体树脂形成很强的界面作用力，另一方面保证交联助剂均匀分散，解决交联助剂与PP相容性差的难题，从而在加工过程中保证聚丙烯交联反应稳定，降低聚丙烯的降解，形成交联网络结构，有效提高聚丙烯的熔体强度，对分解产生的气体均匀包覆，阻碍气体产生的瞬间压力冲破熔体。针状活性硅酸钙具有较大的比表面积，与基体接触面大大增加，形成大量的低能点，降低气泡成核的自由能垒，从而有助于气泡成核。复合体系具有较高的熔体强度，当改性活性硅酸钙作为气泡成核剂，使得聚丙烯复合发泡材料具有较低的泡孔直径，优异的发泡效果。2、环境友好型发泡剂：复合发泡剂采用碳酸氢钠分解产生二氧化碳，绿色、环保，是一种环境友好型发泡剂。3、优异的综合性能：根据国标检测标准一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料悬臂梁缺口强度达20KJ/m2、弯曲模量达1700MPa，表明本专利技术复合材料具有很好的韧性及强度，能够满足汽车行业的制件使用的标准。该复合材料具有原料来源广泛、成本低、密度小、尺寸稳定性好，机械性能优异、隔热，隔音、降噪的特点，在汽车、家电、建筑、包装等领域可以被广泛的应用。具体实施方式：下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1本实施例中的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料是由下列原料按照重量份组成：具体制备方法包括以下步骤：(1)制备改性活性硅酸钙：将改性剂0.4份、交联助剂0.5份溶于1L的乙醇中配置成溶液，加入20份活性硅酸钙于三口烧瓶中，加热至60℃，搅拌60min，倒入大烧杯中，离心分离，用去离子水洗涤3次，将离心产物50℃真空干燥24h，干燥后的产物在球磨机中球磨，球磨机转速控制在100-250r/min，得到改性活性硅酸钙；(2)制备聚丙烯复合材料：将步骤(1)制备的改性活性硅酸钙与共聚聚丙烯65份、增韧剂15份、抗氧剂10100.2份、抗氧剂1680.2份、交联剂1份、以及润滑剂硬脂酸钙0.5份投入同向双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料；其中挤出机的挤出温度为180-200℃，螺杆转速为350-400r/min，真空度为-0.06—-0.08MPa。(3)制备聚丙烯化学微发泡材料：将99％的聚丙烯复合材料与1％的复合发泡剂混合均匀后，采用二次开模工艺，在注塑机进行微发泡成型，其中注塑机温度为180-200℃。实施例2本实施例中的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料是由下列原料按照重量份组成：具体制备方法包括以下步骤：(1)制备改性活性硅酸钙：将改性剂0.8份、交联助剂0.2份溶于1L的乙醇中配置成溶液，加入20份活性硅酸钙于三口烧瓶中，加热至80℃，搅拌30min，倒入大烧杯中，离心分离，用去离子水洗涤3次，将离心产物80℃真空干燥48h，干燥后的产物在球磨机中球磨，球磨机转速控制在100-250r/min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列原料按重量百分比制备而成：聚丙烯复合材料96‑99%，复合发泡剂1‑4%；其中所述的聚丙烯复合材料由下列原料按重量份制备而成：聚丙烯65‑85份，活性硅酸钙10‑20份，增韧剂10‑15份，改性剂0.4‑0.8份，抗氧剂0.2‑0.4份，润滑剂0.5‑1份，交联剂 0.5‑1份，交联助剂 0.2‑0.5份，其他助剂0‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于：由下列原料按重量百分比制备而成：聚丙烯复合材料96-99%，复合发泡剂1-4%；其中所述的聚丙烯复合材料由下列原料按重量份制备而成：聚丙烯65-85份，活性硅酸钙10-20份，增韧剂10-15份，改性剂0.4-0.8份，抗氧剂0.2-0.4份，润滑剂0.5-1份，交联剂0.5-1份，交联助剂0.2-0.5份，其他助剂0-3份。2.根据权利要求1所述的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为共聚聚丙烯，在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为10-120g/10min。3.根据权利要求1所述的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述增韧剂为POE，在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为0.5-30g/10min。4.根据权利要求1所述的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述活性硅酸钙其粒径目数在1000目以上。5.根据权利要求1所述的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于：所述改性剂是十八胺，工业级，其纯度在99%以上。6.根据权利要求1所述的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010，所述硫代硫酸酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP，所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168。7.根据权利要求1所述的一种可用于化学微发泡的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯；所述交联助剂为丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：石阳阳，周海，李飞，夏洋，李荣群，
申请(专利权)人：合肥会通新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34