一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法，所述共聚聚丙烯60～65重量份、发泡剂1.8～3.5重量份、滑石粉14～20重量份、弹性体15～20重量份、氧化石墨烯2～6重量份、有机胺改性剂0.2～0.6重量份、抗氧剂0.2～0.4重量份、润滑剂0.5～1重量份、可选择的助剂0～2重量份，本发明专利技术采用有机胺改性剂对氧化石墨烯进行接枝改性，改善了石墨烯与聚丙烯中相容性，提高了聚丙烯的熔体强度和力学性能，且本发明专利技术的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料具有密度小、质量轻的特点，能够满足汽车轻量化的制件要求，可以广泛应用于汽车门板、立柱、中央通道等部件中。

Graphene modified polypropylene micro foaming composite material and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of polymer materials, in particular to a graphene modified polypropylene microfoam composite material and a preparation method. The 60~65 weight parts of the copolymerization polypropylene, 1.8 to 3.5 weight parts of the foaming agent, 14~20 weight parts of talc powder, 15~20 weight parts of the elastomer, 2~6 weight parts of graphene oxide, and the organic amines are modified. The weight of 0.2 to 0.6 of the sex agent, the weight of antioxidant 0.2 ~ 0.4, the weight of the lubricant 0.5 to 1 and the selectable auxiliaries are 0~2 parts. This invention adopts the organic amine modifier to graft the graphene oxide, improves the compatibility between the graphene and the polypropylene, improves the melt strength and Mechanical properties of the polypropylene, and this is the hair. The graphene modified polypropylene microfoam composite has the characteristics of small density and light quality. It can meet the lightweight requirements of automobile, and can be widely used in automobile door, column, central channel and other components.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着能源的枯竭与工业化的进程，汽车轻量化、新能源汽车、高速铁路及新型交通工具均朝着轻量、安全、环保的方向发展，对高性能聚合物材料提出了新的需求。聚丙烯微发泡材料具有质轻，比强度高、热稳定性高等特点，还具有隔音降噪隔热等特性，广泛应用于包装、运动器材、家电等领域，也备受汽车领域的关注，然而聚丙烯属于半结晶聚合物，温度超过熔点粘度急剧下降，一般加工温度均高于熔点温度，粘度小无法束缚住泡孔长大的过程，泡孔会发生破裂、并泡、串泡，导致泡孔分布不均，直接影响聚丙烯微发泡的性能，制约着聚丙烯微发泡材料的应用。因此，如何提高聚丙烯材料的熔体强度，控制其发泡过程成为研究者关注的方向。一种行之有效的方法是添加纳米材料来来提高聚丙烯的熔体强度，同时也增强其力学性能，改善聚丙烯的发泡性能，扩宽聚丙烯微发泡材料的应用范围。石墨烯是由一层碳原子构成的二维纳米材料，具有高模量，高比表面积、化学稳定性，高导电导热性等特点，是目前发现性能最强的新型纳米材料，被称为“新材料之王”，在低含量填充下就能大幅度提高聚合物的性能，但石墨烯尺寸小，比表面积大，易于团聚，造成聚合物基体中分散差，反而会影响聚合物复合材料的力学性能及发泡性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，它具有优异的力学性能，且复合材料中泡孔细腻均匀。本专利技术还提供一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料的制备方法，它具有制备工艺简单，适合工业化生产。为了实现上述目的，本专利技术提供一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，由原料组合物制成，所述原料组合物包括：本专利技术还提供一种所述石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯与有机胺改性剂在丙酮中混合均匀后，在40～50℃下搅拌24～48h，接着离心、洗涤、干燥，得到有机改性氧化石墨烯；(2)有机改性氧化石墨烯、共聚聚丙烯、滑石粉、弹性体、抗氧剂、润滑剂和助剂混合均匀后，投入双螺杆挤出机后，过熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料；(3)将聚丙烯复合材料与发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，进行二次开模注塑，得到石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料。通过上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：(1)本专利技术采用有机胺改性剂对氧化石墨烯进行接枝改性，在氧化石墨烯表面引入亲油基团，改善了石墨烯与聚丙烯的相容性，同时提高了聚丙烯的熔体强度；经接枝改性后的氧化石墨烯以纳米尺寸分散于基体中，能够与聚丙烯分子链发生缠结与交联密度，提高了聚丙烯基体的力学性能。(2)氧化石墨烯能够充当异相成核点，增加泡孔分布密度，高熔体强度的基体有效支撑泡孔生长，抑制泡孔生长和破裂，获得泡孔细腻均匀的微发泡材料。(3)本专利技术的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料的密度小、质量轻，能够满足汽车轻量化的制件要求，可以广泛应用于汽车门板、立柱、中央通道等部件中。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，由原料组合物制成，所述原料组合物包括：优选条件下，所述共聚聚丙烯(共聚PP)的熔体流动速率(MI)为30～100g/10min。为了优化所述的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料的力学性能，优选条件下，所述弹性体为线性乙烯-辛烯共聚物(POE)；进一步优选的，所述弹性体的熔体流动速率为5～30g/10min。本专利技术采用有机胺改性剂对氧化石墨烯进行接枝改性，在氧化石墨烯表面引入亲油基团，改善了石墨烯与聚丙烯中相容性，同时提高了聚丙烯的熔体强度；经接枝改性后的氧化石墨烯以纳米尺寸分散于基体中，能够与聚丙烯分子链发生缠结与交联密度，提高了聚丙烯基体的力学性能；优选条件下，所述有机胺改性剂选自十八胺、十八烷基二乙醇胺和N-十八烷基二乙醇胺中的至少一种。滑石粉能够降低聚丙烯收缩率，提高聚丙烯的耐热性，优选条件下，所述滑石粉的粒径为0.3μm～2μm。为了进一步优化聚丙烯微发泡复合材料的抗氧化性，优选条件下，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，进一步优选的，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。为了简化聚丙烯微发泡复合材料的挤出工艺，本专利技术中还在共聚聚丙烯中加入了润滑剂，优选条件下，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、褐煤蜡和季戊四醇硬脂酸酯中的至少一种。为了进一步提高聚丙烯微发泡复合材料的综合性能，本专利技术还在复合材料中加入了助剂，所述助剂选自紫外光吸收剂、光稳定剂、表面光亮剂、抗静电剂和着色剂中的至少一种，进一步优选的，所述紫外线吸收剂选自UV-9、UV-531和UVP-327中的至少一种；所述光稳定剂选自光稳定剂292、光稳定剂622、光稳定剂770和光稳定剂944中的至少一种；所述表面光亮剂选自芥酸酰胺、单硬脂酸甘油酯、油酸酰胺中的一种；所述抗静电剂选自聚醚酯酰胺、环氧丙烷共聚合物和氧化乙烯中的至少一种；所述着色剂选自碳黑、柠檬黄、靛蓝、酞菁绿中的至少一种。为了降低发泡剂对环境的危害，优选条件下，本专利技术采用绿色环保的微发泡材料，例如，所述化学发泡剂为发泡剂以LDPE为载体，碳酸氢钠包裹LDPE载体内部。本专利技术还提供一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯与有机胺改性剂在丙酮中混合均匀后，在40～50℃下搅拌24～48h，接着离心、洗涤、干燥，得到有机改性氧化石墨烯；(2)有机改性氧化石墨烯、共聚聚丙烯、滑石粉、弹性体、抗氧剂、润滑剂和助剂混合均匀后，投入双螺杆挤出机后，过熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料；(3)将聚丙烯复合材料与发泡剂混合均匀后加入注塑机料斗，进行二次开模注塑，得到石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料。根据本专利技术，优选条件下，在步骤(2)中，所述熔融挤出的工艺为：挤出温度为180～200℃，螺杆转速为350～400r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa.优选条件下，在步骤(3)中，所述注塑成型的温度为190～210℃。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。以下实施例中，共聚聚丙烯(BX3920)购自韩国SK，共聚聚丙烯(M60RHC)购自镇海炼化，共聚聚丙烯(311MK40T)购自中沙天津，发泡剂(EE405F)购自日本永和化成工业株式会社，POE8407、POE8137和POE8200购自美国DOW，氧化石墨烯购自北京英赛林。实施例1一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，由以下重量份的物质制成：(1)将2重量份氧化石墨烯与0.2重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于，由原料组合物制成，所述原料组合物包括：

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于，由原料组合物制成，所述原料组合物包括：2.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其中，所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为30～100g/10min。3.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其中，所述弹性体为线性乙烯-辛烯共聚物；所述弹性体的熔体流动速率为5～30g/10min。4.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其中，所述有机胺改性剂选自十八胺、十八烷基二乙醇胺和N-十八烷基二乙醇胺中的至少一种。5.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其中，所述滑石粉的粒径为0.3μm～2μm。6.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其中，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、硫代硫酸酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。7.根据权利要求1所述的石墨烯改性聚丙烯微发泡复合材料，其中，所述助剂选自紫外光吸收剂、表面光亮剂、光稳定...

【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：会通新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34