一种车用微发泡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车用微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法，该材料有下列原料按重量百分比制备而成：聚丙烯60～80％；增韧剂4～20％；滑石粉5～20％；发泡母粒0.5～2.5％；抗氧剂0.2～0.8％；光稳定剂0.1～0.5％；其它添加剂0.5～2％；其中，聚丙烯包括第一共聚聚丙烯和第二共聚聚丙烯，第一共聚聚丙烯为高流动性的共聚聚丙烯，第二共聚聚丙烯为高抗冲的共聚聚丙烯。本发明专利技术原料价格低廉，复合材料的加工性能和力学性能均得到提高，具有泡孔致密均匀、流动性好，韧性好，高抗冲，尺寸稳定性高等特点，可用于生产结构发泡制件，非常适合应用于汽车轻量化，同时其制备工艺更简单，易于操作，生产效率也更高。

A kind of vehicle micro foaming polypropylene composite material and its preparation method

The invention discloses a vehicle micro-foamed polypropylene composite material and a preparation method thereof. The material is prepared from the following raw materials by weight percentage: polypropylene 60-80%; toughening agent 4-20%; talc powder 5-20%; foaming masterbatch 0.5-2.5%; antioxidant 0.2-0.8%; light stabilizer 0.1-0.5%; other additives 0.5%. Among them, polypropylene includes first copolymer polypropylene and second copolymer polypropylene, first copolymer polypropylene is high fluidity copolymer polypropylene, second copolymer polypropylene is high impact copolymer polypropylene. The invention has the advantages of low raw material price, improved processing performance and mechanical properties of the composite material, dense and uniform bubbles, good fluidity, good toughness, high impact resistance and high dimensional stability, and can be used for producing structural foamed parts, which is very suitable for automobile lightweight, and its preparation process is simpler and easier. In operation, production efficiency is also higher.

【技术实现步骤摘要】
一种车用微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种车用微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
当今时代，随着人们环保意识的日益增强，发展低碳环保的材料已经成为了主流，而汽车材料朝着舒适、安全和轻量化的方向发展也成为了一种必然趋势。聚丙烯复合材料由于具有优异的力学性能和高的性价比，被广泛的应用于汽车零部件。注塑聚丙烯材料刚性优于聚乙烯(PE)发泡材料，并且具有较高的热变形温度，最高使用温度可达到130℃，远远高于聚乙烯(PE)发泡材料的80℃，更重要的是，其易回收再利用，易降解，其产品不含对人体及环境有害的物质，可以在实现大幅度减重的同时保持较高的机械性能，故可提高汽车的加速性能和安全性能等，已成为汽车轻量化的重要材料之一。通用级聚丙烯流动性差，强度低，注塑加工过程中难以快速充模，不适合于微发泡注塑工艺；而常规填料如滑石粉，碳酸钙和云母等比表面积小，分散性差，难以异相成核，导致材料泡孔大且坍塌严重，严重恶化微发泡复合材料的机械性能和制件表观，限制了其在汽车等领域的应用。
技术实现思路
为克服现有技术存在的上述不足，本专利技术提供一种加工性能和力学性能均得到提高的车用微发泡聚丙烯复合材料及其制备方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种车用微发泡聚丙烯复合材料，有下列原料按重量百分比制备而成：所述聚丙烯包括第一共聚聚丙烯和第二共聚聚丙烯，所述第一共聚聚丙烯为高流动性的共聚聚丙烯，所述第二共聚聚丙烯为高抗冲的共聚聚丙烯。优选的，所述第一共聚聚丙烯在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为60～250g/10min，所述第二共聚聚丙烯在摆锤能量2.75J、V型缺口深度为2mm的条件下，悬臂梁缺口冲击强度大于40KJ/m2。优选的，所述第二共聚聚丙烯，所需橡胶含量大于15wt％，在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为0.5～30g/10min。优选的，所述第一共聚聚丙烯与所述第二共聚聚丙烯的重量比为1:0.15～0.46。优选的，所述增韧剂包括第一乙烯-辛烯共聚物和第二乙烯-辛烯共聚物，所述增韧剂在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为3～40g/10min。优选的，所述滑石粉为表面经过硅烷类、铝酸酯类或钛酸酯类偶联剂处理的微晶滑石粉。优选的，所述滑石粉粒径为1～3μm、纯度＞99％且不含碳酸盐成分。优选的，所述第一乙烯-辛烯共聚物在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为10～30g/10min，所述第二乙烯-辛烯共聚物具有较优断裂伸长率。优选的，所述发泡母粒为热平衡型发泡剂。本专利技术还提供一种上述任一所述的车用微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：a.按原料重量百分比计将聚丙烯、增韧剂、滑石粉、抗氧剂、光稳定剂和其它添加剂置于混合机中干混3～5min；b.将步骤a所得半成品置于双螺杆挤出机中熔融混炼，挤出造粒，其中所述挤出机各段温度依次为：第一段175～180℃，其余各段为180～200℃；c.将步骤b所得半成品冷却后，加入按原料重量百分比计的发泡母粒，制得发泡物料；采用二次开模工艺，将步骤c所述发泡物料加入到注塑机中进行微发泡注塑，注塑温度为185～205℃，出料，即得成品。本专利技术原料价格低廉，复合材料的加工性能和力学性能均得到提高，利于快速充模，还具有泡孔致密均匀、流动性好，韧性好，高抗冲，尺寸稳定性高等特点，可用于生产结构发泡制件，非常适合应用于汽车轻量化，同时其制备工艺更简单，易于操作，生产效率也更高。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进一步说明：在制备车用微发泡聚丙烯复合材料所需原料中：聚丙烯重量百分比为60～80％，并优选由高结晶性、高熔体流动速率的第一共聚聚丙烯(如由SK化学有限公司提供、商品牌号为BX3920的共聚聚丙烯)与高抗冲的第二共聚聚丙烯(如由台湾塑料工业有限公司提供、商品牌号为YUNGSOX5200XT的共聚聚丙烯)复配，该复配可同时提高材料的加工性能和抗冲击力学性能。具体实施时，作为一种优选实施方式，第一共聚聚丙烯在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为60～250g/10min，第二共聚聚丙烯在摆锤能量2.75J、V型缺口深度为2mm的条件下，缺口冲击强度大于40KJ/m2。第二共聚聚丙烯进一步优选在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为0.5～30g/10min，第二共聚聚丙烯橡胶含量大于15wt％。增韧剂重量百分比为4～20％，包括第一乙烯-辛烯共聚物和第二乙烯-辛烯共聚物，增韧剂在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为3～40g/10min。第一乙烯-辛烯共聚物进一步优选具有好的流动性，具体地，其在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为10～30g/10min,如由陶氏化学有限公司提供、商品牌号为ENGAGETM8407的聚烯烃弹性体，第二乙烯-辛烯共聚物进一步优选具有较优断裂伸长率,如由LG化学有限公司提供、商品牌号为LuceneTMLC175的聚烯烃弹性体。两种乙烯-辛烯共聚物的复配，一方面可减小增韧剂对材料流动性的影响，同时又可使得微发泡复合材料具有良好的耐冲击性能。滑石粉重量百分比为5～20％，优选为表面经过硅烷类、铝酸酯类或钛酸酯类偶联剂处理的微晶滑石粉。以微晶滑石粉取代传统片层滑石粉作为发泡成核剂与增强填料，其具有独特的小片层结构，比表面积大，改性后的滑石粉既可降低表面极性从而提高与聚丙烯的相容性，有利于提高发泡材料的成核密度和发泡倍率，减小泡孔直径，同时可保持好的增强效果。滑石粉进一步优选滑石粉粒径为1～3μm、纯度＞99％且不含碳酸盐成分，以进一步增大滑石粉比表面积，提高分散性能，更利于异相成核。发泡母粒重量百分比为0.5～2.5％，作为一种示例，优选为改性4,4氧代双苯磺酰肼(OBSH)与偶氮二甲酰胺(AC)的混合物所制的热平衡型发泡剂EE-30C，具体地，4,4氧代双苯磺酰肼与偶氮二甲酰胺的混合物，经过硬脂酸盐改性，采用EVA、LDPE基材母粒，浓度20％～40％，分解温度180～220℃制得热平衡性组合发泡剂。热平衡型发泡剂发泡效果更好。抗氧剂重量百分比为0.2～0.8％，优选包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂可以选用受阻酚类抗氧剂如1076、1010中的一种或几种的组合；辅抗氧剂可以选用亚磷酸盐或酯类抗氧剂如168、P-EPQ中的一种或几种混合物。光稳定剂重量百分比为0.1～0.5％，优选为受阻胺类、二苯甲酮类、苯并三唑类中的一种或几种组合，如STA-137和UV-P中的一种或两种的组合物。其它添加剂重量百分比为0.5～2％，其可为分散剂、润滑剂和色粉中的一种或几种的组合物。由上述原料制备的复合材料，发泡倍率为1.5～4，发泡孔径为50～80μm，泡孔致密均匀，无连孔及塌陷现象。下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步的描述：在实施例和对比例复合材料配方中：聚丙烯包括由SK化学有限公司提供的共聚聚丙烯1，商品牌号为BX3920；由台湾塑料工业有限公司提供的共聚聚丙烯2，商品牌号为YUNGSOX5200XT；由SK化学有限公司提供的共聚聚丙烯3，商品牌号为BX3800。增韧剂包括两种，一种由LG化学有限公司提供、商本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，有下列原料按重量百分比制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种车用微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，有下列原料按重量百分比制备而成：所述聚丙烯包括第一共聚聚丙烯和第二共聚聚丙烯，所述第一共聚聚丙烯为高流动性的共聚聚丙烯，所述第二共聚聚丙烯为高抗冲的共聚聚丙烯。2.根据权利要求1所述的一种车用微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述第一共聚聚丙烯在230℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为60～250g/10min，所述第二共聚聚丙烯在摆锤能量2.75J、V型缺口深度为2mm的条件下，悬臂梁缺口冲击强度大于40KJ/m2。3.根据权利要求2所述的一种车用微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述第二共聚聚丙烯，所需橡胶含量大于15wt％，在230℃、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2所述的一种车用微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述第一共聚聚丙烯与所述第二共聚聚丙烯的重量比为1:0.15～0.46。5.根据权利要求1所述的一种车用微发泡聚丙烯复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括第一乙烯-辛烯共聚物和第二乙烯-辛烯共聚物，所述增韧剂在190℃、2.16kg的测试条件下，熔体流动速率为3～40g/10min。6.根据权利要求1所述的一种车用微发泡聚丙烯复...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志宏，刘光志，刘冉，傅轶，杨继生，
申请(专利权)人：银禧工程塑料东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44